【科技新報  2019 年 08 月 12 日訊】

過去哈伯太空望遠鏡看不清的早期宇宙世界，被其他天文台撥開了迷霧。日本東京大學團隊最近從早期宇宙找出數十個新的大質量星系，它們在宇宙不到 20 億歲時就成形，打破目前的宇宙演化模型，或許能幫助天文學家找到理論缺失的環節。

哈伯太空望遠鏡（ HST ）擁有史上最強視力，它帶我們看到最遙遠的宇宙光學影像，前陣子還發表了至今最完整、包含高達 26 萬個星系的深空照片「Hubble Legacy Field」。然而那片曠野依然藏著大量不為人知的秘密，天文學家懷疑黑暗之中還有什麼東西存在，但哈伯望遠鏡無法照出它們，比如最近由日本東京大學團隊發現的數十個超大質量星系。

對天文學家來說，要藉哈伯望遠鏡證明宇宙中某個小小光點是遙遠星系並非易事，因為它們的光往往被濃厚灰塵掩蓋；此外，隨著宇宙膨脹，光線在行走期間逐漸拉伸，從可見光波長拉成紅外光波長，越遙遠物體所發出的光紅移效應越大。幸運的是，天文學家能精確測量紅移量以計算出物體距離有多遠，而哈伯望遠鏡探測波段包含可見光、紫外線和近紅外線，也因此得以發現早期宇宙（大爆炸後 20 億年左右）數百個星系。

然而，這種技術有個很大問題：恆星爆炸的塵埃吸收了大部分紫外線，哈伯望遠鏡對短波長光較不敏感，無法在次毫米波長下描述遙遠星系的種種特徵，因此很容易對一些老星系視而不見。

於是，東京大學團隊這一次不靠哈伯太空望遠鏡，改從史匹哲太空望遠鏡過去的紅外數據鎖定 63 個已被發現、但還不清楚底細的對象，接著使用阿塔卡瑪大型毫米波及次毫米波陣列（ ALMA ），分辨出其中有 39 個為巨無霸星系，質量可達太陽 1,000 億倍，每年可形成 1,000 個新生恆星。

                         ▲ 哈伯望遠鏡看不見的遠古大質量星系（左），可以被 ALMA 抓出來（右 1～4 ）。（ Source ：東京大學）

可惜， ALMA 也很難針對這些龐大星系進行恆星種群、星系化學成分的光譜學研究，因此團隊寄望未來即將發射升空的詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡，幫天文學家收集這些古老巨大星系的精確構成與年齡。

在宇宙歷史早期，大質量星系驚人的數量可能會挑戰傳統星系演化理論，研究這些星系能進一步理解超大質量黑洞如何演化，東京大學天文學教授 Kotaro Kohno 說，大質量星系與暗物質的分佈密切相關，後者常影響星系的結構和分佈。新論文發表在《自然》（ Nature ）期刊。

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（首圖為示意圖，來源：NASA）

原文網址：https://technews.tw/2019/08/12/early-niverse-galaxy-alma-hubble-space-telescope/