西媒:銀河系背後暗藏數百星系 或解開巨引源謎團

2016-02-14 13:45:02 來源：參考消息網 責任編輯：朱方雨

核心提示：主導該研究的西澳大利亞大學天文學家利斯特·斯特夫利-史密斯表示，他的團隊在銀河系背後共發現883個星系，其中至少有1/3對研究人員來說是完全陌生的。
參考消息網2月14日報道 西媒稱，一個國際天文學家團隊首次在銀河系背後發現了隱藏著的數百個星系。研究人員認為，這一發現將有助於解釋天文學界稱之為「巨引源」的神秘力量。巨引源位於距離地球1.5億至2.5億光年遠的拉尼亞凱亞超星系團中心，它產生的巨大引力把包括銀河系在內的幾億光年外的數十萬個星系拉向一個空間。
據西班牙《阿貝賽報》2月10日報道，根據這一團隊發表在美國《天文學雜誌》上的研究報告，儘管新發現的這些星系距離地球僅2.5億光年，但此前一直隱藏在銀河系背後從未被發現。從地球的角度看出去，銀河系中心地帶就像升起了一座星體和塵埃組成的高牆，使我們無法看到後面有些什麼。
報道稱，不過，澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的帕克斯射電望遠鏡以及最新型的接收裝置幫助天文學家們得以穿過這座「高牆」，仔細觀察那片此前從未被探測過的廣袤空間。這一發現將幫助科學家解開能夠產生相當於千萬億個太陽的引力的「巨引源」謎團。
主導該研究的西澳大利亞大學天文學家利斯特·斯特夫利-史密斯表示，他的團隊在銀河系背後共發現883個星系，其中至少有1/3對研究人員來說是完全陌生的。
斯特夫利-史密斯表示：「毋庸置疑，銀河系非常瑰麗，也很值得研究，但它完全擋住了我們觀測其背後其他星系的視線。」
他表示，上世紀70年代至80年代，天文學家首次發現數十萬個星系都產生了巨引源，很多都偏離了僅按照宇宙膨脹規則應遵循的方向。因此，一定存在一種極大的力量能夠同時吸引這麼多的星系。天文學界就是從那時起開始研究所謂的「巨引源」。
斯特夫利-史密斯表示：「目前我們不明白是什麼造成銀河系引力加速，也不清楚這種力量的來源。我們知道在這片陌生的區域有些非常巨大的星系群，我們稱之為星系團或超星系團。整個銀河系都在以20萬公里的時速飛向這個區域。」
此外，天文學家還在這一區域發現了一些新的天體結構，如三個星系密集區以及兩個星系團。
該研究的另一位負責人、南非開普敦大學天文學家勒妮·克蘭-科特韋格表示，幾十年來天文學界一直在努力地對銀河系背後的星系進行繪圖。她說：「我們採用了一系列技術，但只有射電望遠鏡成功幫助我們撥開銀河系的迷霧並看到那片未知的區域。一個星系平均包含上千億顆恆星，因此新發現的這些隱藏的星系意味著那裡有無數對我們來說未知的星體。」



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資料圖片：銀河系

【延伸閱讀】殭屍星系？銀河系或數十億年前就已「死亡」



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有一種觀點認為，就像一個殭屍，我們的銀河系其實早已「死去」，但卻還繼續「活著」。左圖是一個旋渦星系，其中有很多發著藍光的年輕恆星；右圖是一個橢圓星系，其中有很多發紅光的年老恆星
新浪科技訊 北京時間2月4日消息，據英國《每日郵報》報道，有一種觀點認為，就像一個殭屍，我們的銀河系其實早已「死去」，但卻還繼續「活著」。我們的近鄰——仙女座大星系的情況可能也類似，這個星系可能早在數十億年前便已經死去，但直到近期才開始表露出它「死亡」的徵兆。
星系似乎可以有兩種非常不同的死亡途徑，分別由兩種非常不同的機制過程所驅使——這裡所說的「死亡」是指星系中不再孕育新的恆星。對於銀河系或者仙女座星系這樣的星系來說，這一死亡的過程是極其緩慢的，常常持續數十億年之久。
隨著時間推移，星系如何以及為何會停止產生新的恆星？如何以及為何會改變自己的形狀？這些都是星系天文學家們想要弄清楚的重大問題。
現在，我們很有可能正在接近能夠回答這些問題的邊緣。而這一進展部分要歸功於全世界無數的志願者們，正是這些默默無聞的普通人，通過志願奉獻出自己的業餘時間，幫助專業天文學家們梳理數以百萬計的星系圖像數據樣本，並進行歸類，從而大大加快了專業天文學家們的研究進展。



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星系大致可以分類為旋渦星系和橢圓星系。前者內部常常含有發藍色光芒的質量巨大但壽命短促的年輕恆星，而後者則多含有質量較小，發偏紅光芒的年老恆星。這樣的分類方法是根據20世紀初進行的巡天結果劃分的
星系中新生恆星的孕育
星系是一個活躍的系統，它不斷將其內部的氣體轉化為新生的恆星。和人一樣，星系也需要食物。不過對於星系來說，它的食物就是從周圍的宇宙網結中汲取新鮮的氫氣。宇宙中的大部分可見物質都被束縛在一張我們看不到的無形大網結構中，由暗物質構成的無數巨大的暈和線狀結構勾結成了這張宇宙之網，這是宇宙中最大的結構。
隨著這些氣體雲團進一步冷卻並在暗物質暈的引力作用下聚集，它們就會逐漸形成一個盤狀並進一步冷卻，最終這些氣體雲團開始分裂，並在各自自身引力下塌縮形成一個個新的恆星。
另一方面，隨著恆星逐漸老去並死亡，它們會通過恆星風或超新星爆發的方式將一部分氣體重新返還給星系。隨著大質量恆星在猛烈的超新星爆發中消亡，它們會加熱周圍空間中的氣體物質並阻止它們快速冷卻的進程。
這就構成了天文學家們所稱的反饋機制，星系中的恆星形成過程在這樣的反饋機制循環中達到了自我平衡。死亡恆星產生的大量熱量加熱星系中的氣體，造成它們無法快速冷卻收縮，也就無法快速形成新的恆星，最終控制了星系中新生恆星誕生的速率。
大部分能夠孕育新生恆星的星系都是盤狀的，比如旋渦星系或棒旋星系，銀河系就是一個棒旋星系。但還有一種非常不同的星系類型，那就是橢圓星系，它們的外觀一般接近圓形或是橢圓形。這些星系相比之下不會那麼活躍——它們已經失去了新鮮氣體的供應，因此也已經停止了新生恆星的形成。其內部的恆星軌道顯得混亂，從而使整個星系形成了相對更規整的外觀。
如上所述，這些橢圓星系有兩個重要的不同點：首先這些星系已經不再形成新的恆星了，其次它們的外觀與旋渦星系很不一樣。我們可以猜想，這些星系之前一定是發生了某些不同尋常的情況，最終產生了這樣巨大的不同。那麼這樣的情況到底是什麼？



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為了掌握更多樣本，在統計學尺度上對整個問題進行全面考察。研究人員需要對SDSS等巡天項目拍攝的數以百萬計的大量星系圖像進行外形等方面的逐一排查分類。他們發起了一項名為「星系動物園」（Galaxy Zoo）的眾包項目，任何人都可以登錄這個網站參與工作
藍色=年輕，紅色=年老？
星系大致可以分類為旋渦星系和橢圓星系。前者內部常常含有發藍色光芒的質量巨大但壽命短促的年輕恆星，而後者則多含有質量較小，發偏紅光芒的年老恆星。這樣的分類方法是根據20世紀初進行的巡天結果劃分的。

然而，更近期進行的一些現代巡天觀測，如美國的斯隆數字巡天項目（SDSS）所記錄到的星係數量遠遠超過了100年前的觀測。在SDSS的記錄中，科學家們發現其中的很多星系開始難以被歸類到這兩種分類中的任何一種中去了。
比如，天文學家么注意到有一類星系內部含有偏紅色的年老恆星且相對平靜的星系，其外觀仍然大致是盤狀，而不是橢球體外觀。不知怎的，這些星系在停止恆星形成的同時竟然沒有改變自身的結構，這讓科學家們困惑不已。但這還沒完，科學家們同時也觀測到一些散發著藍光的橢圓星系。這些藍色橢圓星系的結構與那些「紅色的死亡橢圓星系」是類似的，但它們卻散發著年輕大質量恆星的藍光，顯示其內部仍然存在活躍的恆星新生作用。
這究竟是怎麼回事——紅色的旋渦星系和藍色的橢圓星系？這完全與我們之前以為完備的理論不符合。



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對銀河系進行這樣的研究要困難的多。我們生活在銀河系內部，因此要想從總體上判斷銀河系的情況就困難重重。但是完全可能的情況是，和仙女座大星系一樣，我們的銀河系可能早在數十億年前就已經死去了
偉大的志願者們
為了掌握更多樣本，在統計學尺度上對整個問題進行全面考察。研究人員需要對SDSS等巡天項目拍攝的數以百萬計的大量星系圖像進行外形等方面的逐一排查分類。然而這樣的海量工作讓人望而生畏。於是他們想到了請求世界各地天文愛好者們的幫助，希望能夠藉助志願者們的力量克服這個巨大的困難。
他們發起了一項名為「星系動物園」（Galaxy Zoo）的眾包項目，任何人都可以登錄這個網站註冊賬號，隨後會有一個簡單的任務介紹和練習。當你對星系分類有初步了解之後，系統就會開始從資料庫中調取SDSS等巡天項目拍攝的星系圖像，你就可以開始輕點滑鼠，對這些星系進行歸類。而為了確保分類的準確性，每一張星系圖像都會被反覆提交給不同的志願者進行歸類，從而從統計學上最大程度降低分類錯誤的可能性。
當科學家們隔了一段時間之後查看後台數據，他們驚訝地發現所有需要分類的數百萬個星系都已經被平均鑒定了70次，從而讓科學家們有了紮實可靠的星系大樣本歸類分析數據，並且這一分析數據還自動帶有概率誤差估計。比如，有些星系的分類異議較小，70名志願者中有65人認為這個星系屬於橢圓星系。很好！但也有一些星系的歸類志願者之間存在較大異議，這也很說明問題，能夠為專業天文學家的工作提供很多有價值的信息。
藉助「人多力量大」這樣簡單粗暴的手段，科學家們成功克服了大樣本分析中遇到的難題，而人類大腦對於複雜圖像分類識別方面的優勢是目前任何計算機演演算法模型都還無法比擬的。在志願者們的幫助下，天文學家們發現了更多藍色橢圓星系和紅色旋渦星系的案例。
「綠谷」和殭屍星系
星系演化的分界點被稱作「綠谷」（green valley）。這名字聽上去似乎令人有心曠神怡之感，但實際上它是指那些介於發藍光，正有大量新生恆星形成的星系（被稱作「藍色雲」-blue cloud）以及發紅光，成員恆星相對年老的星系（被稱作「紅色序列」-red sequence）之間的星系類型。
也就是說，那些發綠光或是其他中間型顏色光的星系可能正處於恆星形成過程即將終止的狀態，但目前仍然還有緩慢的恆星形成過程，在此期間有少量恆星誕生。這顯示星系的死亡過程「剛剛」發生，或許只是在數億年前。
當科學家們審視不同星系的死亡速率時，他們發現死亡過程相對緩慢的是那些旋渦星系，而死亡過程相對迅速的則是那些橢圓星系。必定存在兩種不同的機制決定了這樣的速率差異。
當科學家們對於這一問題開展深入研究時，情況開始變得明了：外界新鮮氣體物質的供應在很大程度上決定了這兩種不同的演化路徑。
想象一個像我們銀河系這樣的旋渦星系，一直以來它都在利用外部供應的新鮮氫氣物質孕育著大量的新生恆星。
然後發生了某些事，切斷了這個星系從外部獲得新鮮氣體供應的途徑。這樣的事情有很多種可能：或許是它落入了一個大型星系團內部，溫度較高的星系間氣體阻止了新鮮氣體流入星系內部；或許是這個星系的暗物質暈急速膨脹，導致流向星系的氣體被加熱，以至於在宇宙年齡的時間尺度內都無法冷卻到足夠低的溫度。不管是何種情況，現在這個漩渦星系就只能依靠自己內部僅剩下的一些氣體物質維持恆星的形成了。
由於這樣的氣體儲備可能是巨量的，而氣體合成恆星的過程本身又非常緩慢，因此我們的旋渦星系可以在很長很長的一段時間內一直維持較低但不為零的恆星新生速率，從而讓它看上去呈現的是「卑微地活著」的狀態，但在數十億年的時間範圍內，這樣的恆星新生速率仍然將會不斷下降，直到完全停止。
旋渦星系這種利用剩餘氣體儲備維持新生恆星誕生，從而導致的極緩慢的死亡過程容易給我們造成一種錯覺：當我們意識到這個旋渦星系的恆星形成臨近停止時，實際上觸發它死亡的按鈕可能早在數十億年前就已經按下了。
仙女座大星系是距離銀河系最近的大型星系，它就是一個位於「綠谷」中的星系，也就是說它很有可能早在數十億年前就已經死亡——根據這一最新理論，仙女座大星系很有可能是一個殭屍星系——早已死亡，但一直以「卑微活著」的面目示人。
那麼銀河系的情況呢？對銀河系進行這樣的研究要困難的多。我們生活在銀河系內部，因此要想從總體上判斷銀河系的情況就困難重重——正所謂「不知廬山真面目，只緣身在此山中」。
但是，依據精確性沒有那麼高的有限的數據，我們可以大致判斷銀河系基本上是處在邊緣位置，即將滑落到「綠谷」中去。因此，完全可能的情況是，和仙女座大星系一樣，我們的銀河系可能早在數十億年前就已經死去了。（晨風）
（2016-02-04 08:28:14）

【延伸閱讀】港媒:科學家稱地球是銀河系唯一存在類人生物的星球
參考消息網9月28日報道 外媒稱，國際備受推崇的科學家來自美國宇航局（NASA）的威廉．伯魯奇（William Borucki）在開展開普勒（Kepler）任務期間協助發現太陽系以外第一顆體積跟地球相似且適宜居住的行星。但他說，根據至今找到的證據，地球是銀河系唯一有人類存在的星球。
據香港《南華早報》網站9月26日報道，伯魯奇是2009年美國宇航局開普勒（Kepler）任務的首席研究員。他日前來到香港領取邵逸夫天文學獎，並打算捐出獎金之中的10萬美元，用於氣候變化研究項目。
伯魯奇在接受訪問時表示，開普勒任務的目的是要發現宜居的行星，過程中未有在銀河系發現任何生物跡象，他認為這種情況很不尋常。
他說：「以前這只是一個理論性的問題，但現在不是了。星系裡可能有100億個文明，又或者一個都沒有。而目前所得的證據是一個都沒有......根據證據，只有地球有人類這樣的生物存在。」
伯魯奇說，在開展開普勒任務之前，科學家都未能確定每顆恆星周邊究竟有多少圍繞其運行的行星。開普勒任務進行6年之後，他們終於知道，答案是數以百萬計。
伯魯奇說：「開普勒任務讓我們知道了很多。今天，我們終於知道，大多數恆星都有行星繞著它們運行，也知道這些行星當中很多都跟地球一樣大，而且許多都在宜居帶。」
「人類最想解答的一個問題是：為什麼從來沒有外星人接觸人類？」
報道稱，宜居帶是指太陽系的一個地帶──這些區域的行星較靠近太陽，因此氣溫不會過低，而同時離太陽又夠遠，因此星球上的海水不會被煮沸。
伯魯奇為美國宇航局開普勒任務所進行的工作，是他22日晚獲頒授邵逸夫天文學獎的原因。通過開普勒任務，天文學家可以通過監測一顆恆星的亮度，來確定有多少顆行星繞著它運行，也可以確定行星的體積。



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地球
（2015-09-28 09:33:00）

【延伸閱讀】美航天局科學家：銀河系至少有10億顆「地球」
參考消息網7月26日報道 美媒稱，粗略估計，在銀河系中有10億顆地球，即10億顆和地球大小相近、處在宜居帶、表面可能存在液態水、繞著散發金色光芒的恆星運轉的岩石行星。
據美國《華盛頓郵報》網站7月24日報道，這一估計是由美國航天局（NASA）科學家納塔莉·巴塔利亞作出的。
正如23日報道的，NASA的開普勒太空望遠鏡發現了一大批新行星，其中就包括開普勒-452b，它圍繞著類似於我們太陽的黃矮星運轉。科學家說，它是在我們太陽系之外發現的與地球最類似的行星。
在NASA新聞發布會上，記者問道：「最新的開普勒數據是否為有多少圍繞類太陽恆星運轉的類地行星（這一表述縮寫為『eta-Earth』）提供了新見解？」接著，記者給NASA發去一封電郵。開普勒望遠鏡項目的任務科學家、天體物理學家巴塔利亞在電郵中回復說：
「之前對eta-Earth的估計結果表明，15%至25%的恆星擁有潛在的宜居行星。估計結果主要基於對圍繞溫度較低恆星紅矮星運轉的行星的發現。這些新發現顯示，類太陽恆星的統計數字大致與紅矮星估計數字一致。紅矮星、橙矮星和黃矮星占銀河系恆星的90%左右。按保守估計，這些恆星中的15%擁有一顆處在宜居帶、大小是地球1至1.6倍的行星，那麼預計1000億乘90%、再乘15%的恆星擁有這樣的行星，也就是有140億顆潛在的宜居行星。」
「紅矮星在銀河系中最常見，約佔主序星數量的70%左右。以下是太陽系周邊33光年範圍內的各類恆星構成：總共357顆恆星，其中248顆是紅矮星，44顆是橙矮星，20顆是黃矮星。這意味著，在上述的140億顆行星中，大約『只有』10億顆圍繞黃矮星運轉。」
報道說，巴塔利亞用的是保守估計。所以10億可能有點兒低。



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新發現的開普勒-186f跟地球大小差不多。
（2015-07-26 08:27:11）

【延伸閱讀】澳科學家接收到50億年前銀河系發送信號



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資料圖：銀河系與仙女座星雲相撞的夜空景象效果圖。圖片來源：NASA
中新網7月6日電 據台灣「中廣新聞網」報道，日前澳洲科學家用一組無線電望遠鏡，收到了50億年前一個銀河系發送出來的信號。
天文學家在澳洲西部裝設了36個碟子，接收外層空間傳來的訊息。他們最近從「天壇」星座方向，接收到從一處銀河系發出的無線電波信號。
信號里有氫氣的印記。氫氣是組成星球的重要物質，多數銀河系裡都充滿了氫氣。遙遠星座傳來的光線會變得微弱，也可能會遭到粉遮蔽，不過，氫氣可以穿透重重阻礙到達地球。
澳洲天文學家說，能偵測到這組太陽系出現前的銀河信號就表示，這套無線電望遠鏡也可以收到其他遙遠銀河系的訊號。
（2015-07-08 17:22:01）

【延伸閱讀】科學家公布最準確測量:銀河系質量是太陽2100億倍
參考消息網6月9日報道 英媒稱，對銀河系質量迄今為止最準確的計算結果有助於人們定義它究竟有多大。
據英國《每日郵報》網站6月5日報道，以前，人們一直通過觀察恆星的移動速度來估計銀河系的質量，但這種計算方法有很大誤差。
最新結果——據說是最準確的且利用了新方法估算——顯示，銀河系的質量是太陽質量的2100億倍。
美國哥倫比亞大學的安德烈亞斯·屈佩爾博士帶領研究小組找到了一種計算銀河系質量的新方法。他們稱這是迄今為止最準確的計算方法。
他們觀察到，被稱為「帕洛馬5」的一個球狀星團形成了一種恆星的「溪流結構」。該研究小組利用「斯隆數字天空勘測計劃」對這個恆星流進行了研究，稱他們可以觀測到銀河系的質量引起恆星流的「擺動」。
然後，他們利用哥倫比亞大學的Yeti超級計算機設計了數以百萬計的模型，以計算出怎樣的質量能引發他們看到的「擺動」。他們假定銀河系的直徑為12萬光年，由此估算出銀河系的質量，即太陽質量的2100億倍。這個數字的誤差率約為20%。
屈佩爾說，以前測算整個銀河系是太陽質量的7500億倍、甚至是1萬億倍，但誤差率高達100%。
不過他指出，雖然他得出的數字不到此前數字的1/3，但不能直接比較這兩個數字，因為它們測量的是銀河系的不同部位。
他說：「這就好比我們非常準確地測算了曼哈頓的人口，而其他人測算的是整個紐約市的人口。」
其他研究試圖測算銀河系更大範圍的質量，直徑最高達180萬光年。
（2015-06-09 13:38:01）