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美國一個大學研究團隊,早前利用詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡,發現了一個奇怪星系,該星系的存在,顛覆了天文學上對星系演化的認知 .... 因為按照原本的理論,該星系根本不應該存在!

美國亞利桑那州立大學 (Arizona State University) 博伊斯宇宙基礎中心 (Beus Center for Cosmic Foundations) 的研究助理 Tim Carleton 所領導的研究團隊,早前藉由詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡 (James Webb Space Telescope, JWST) 發現了一個被命名為「PEARLSDG」的奇特矮星系 (Dwarf galaxy),它不具備一般矮星系的特徵,只是孤零零待在太空中;這完全顛覆了天文學家過去對星系如何形成和演化的認知。

其實,原本研究團隊是在觀測另一個星系團,「PEARLSDG」不但不是觀測目標,甚至不知道它的存在;然而研究人員在望遠鏡所拍攝的圖片中,發現「PEARLSDG」出現在主要觀測區域的旁邊 —— 一個研究人員沒有預期會在這裡看到任何東西的地方!

因為詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的「近紅外線相機」(Near Infrared Camera, NIRCam) 具有非常高的角度分辨率 (Angular resolution) 和靈敏度 (Sensitivity)。綜合了在紫外線、光學和紅外線波長下觀察到的所有檔案的成像數據,可以讓天文學家辨識遙遠星系中的個別恆星就像在顯微鏡下觀察個別細胞一樣正因這樣,讓研究團隊發現到「PEARLSDG」的存在。

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根據定義,一般星系 (Galaxy) 是由數量極為龐大的恆星和行星組成,而且被重力束縛在一起,它們還有龐大的塵埃雲、氣體以及暗物質。而我們的銀河系 (Milky Way Galaxy) 就大約由 3,000 億顆恆星所組成。矮星系 (Dwarf galaxy) 則被定義為質量小且亮度低的星系,擁有的恆星通常少於一百億顆,卻是宇宙中數量最多的星系

按照目前天文學界對星系演化的認知,獨自存在的星系會持續生成新星或與更大的鄰近星系相互作用,可是這個理論卻不適用於「PEARLSDG」,這個神秘矮星系並不具有一般矮星系的特徵:它擁有的恆星已經非常古老且稀疏,顯示它不但沒有生成新恆星,也沒有與鄰近的星系進行交互作用,是個孤立靜止的星系,既存在卻亳無生氣,就像星系界別中的殭屍。

在詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡下,新形成的恆星都會有一種特定的「顏色特徵」,因為「PEARLSDG」的恆星都沒有這樣的特徵,就表明它沒有形成新恆星。而在觀測「PEARLSDG」的個別恆星時,這些恆星在該望遠鏡的波長中顯得比較明亮。依據這些恆星的亮度,天文學家可估算,「PEARLSDG」距離地球大約 9,800 萬光年。

Carleton 說:『依據我們目前對星系演化的理解,它根本不應該存在,因此今次的發現改寫了我們對星系形成的理論。一般說來,獨自存在的矮星系會持續生成新星,對於這種孤立又靜止矮星系先前並沒有被觀測過。』

「PEARLSDG」的存在天文學界的是,意味著可能有更多超出我們認知的孤立靜止矮星系,正等待人類去發掘。上述的研究結果發表於《天文物理期刊通訊》 (The Astrophysical Journal Letters) 上。

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