“少年”宇宙能孕育星系“大块头”
有中国科学家参与的一国际研究小组观测“再现”早期星系出生和发育，传统星系形成理论受挑战
本报讯 (记者任荃 实习生杨婧)当宇宙还是“少年”时，那些最早的星系是如何诞生的？一个远离银河系的“重量级”星系“BzK-15504”，为天文学家“再现”了当年的景象。尽管它的形成早在100多亿年前，却有着现代星系的盘状特征。这表明，类似银河系的大质量旋涡星系在宇宙早期已经存在。
一个由欧洲、日本、美国和中国科学家组成的国际研究小组，在昨天出版的《自然》杂志上撰文说，当“BzK-15504”出现时，宇宙不过是个30亿岁的“毛孩子”，只相当于其现在年龄的1/5。在不断地旋转中，“BzK-15504”未经历任何“合并重组”，就迅速成长为1011倍太阳质量的“大块头”，这对传统星系形成理论提出了挑战。
该论文作者之一、中国科技大学天体物理中心教授孔旭告诉记者，星系的形成和演化一直是天文学研究的热点。标准理论模型认为，与现代星系的盘状结构不同，早期星系都是形状不规则的“小个子”。该模型同时推算，所有大质量星系都是由数个小质量星系在不断碰撞、融合中形成，这个“并合”过程可能一直持续到1/3宇宙年龄。如今，这一经典理论则被“BzK-15504”打破了。
今年早些时候，这个研究小组利用位于智利的欧洲南方天文台“甚大望远镜”(VLT)，和位于夏威夷的日本国立天文台“昴宿星团望远镜”(SUBARU)，在距离地球37亿光年的地方，发现了几百个大质量早期星系，“BzK-15504”就是其中之一。借助“甚大望远镜”新配备的自适应成像系统，研究人员得以观察“BzK-15504”的二维结构，从而“还原”出宇宙初期的星系模样。
此次直接观测“再现”了早期星系的出生和发育过程：在引力的作用下，星际分子云不断收缩、变密，最终塌缩成一个圆球，新的星系宣告降生。随后，圆球中央一个高速旋转的“大圆盘”，将星系周围的气体风卷残云般吸入其中心的巨大黑洞，由此“吞噬”进大量物质，在短短30亿年间长成了一个“大块头”。
剑桥大学教授、美国《天体物理学报》主编罗伯特·肯尼科特博士在为该论文配发的述评中指出：“理论的星系形成模型受到了严重的挑战。”孔旭表示，研究小组正在对更多的早期星系进行观测，以证实“少年”宇宙已经孕育了数量众多的大质量星系，而非模型预言的那样，宇宙早期的“居民”都是小质量星系。 (责任编辑：宛振宏) | 
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