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人类所见的宇宙有多少星系?

2020年4月30日7:49 环球解密

    人们仰望星空的时候,难免好奇,天上到底有多少奇异的天体?月亮、太阳、彗星、小行星、黑洞,以及含有大量星体的星系……在很黑的夜晚,还能隐约看到银河系的边缘。

    人类能观测到的宇宙究竟有多少星系呢?按照科学家最近的观测,已经达到至少2万亿个。每个星系都有独一无二的特点,在漫长的演化过程中,组成了气体、尘埃、恒星、行星和跟随行星的卫星。在每个星系的中央,都有一个超级大的黑洞,离得太近的恒星不小心就会被吞噬。

    著名天文学家哈勃(Edwin Hubble)在1926年最早为星系界定了分类。他发现星系至少有五个主要的类型:螺旋星系、棒旋星系(中心有根棒状结构的螺旋星系,比如我们银河系就是一个棒旋星系)、透镜状星系、椭圆星系和不规则星系。

    直到近代,科学家用哈勃望远镜、钱德拉X射线天文台和欧洲南方天文台这些设施,才有能力开始计算宇宙中有多少星系这样的问题。

    天文学家把望远镜对着天空长时间拍照,即使是最先进的望远镜,也只能拍摄几千万分之一的天空面积。根据这一小块面积内星系的数量,按倍数推算出宇宙中的星系数量。

    以较近期的测量为例,哈勃望远镜于2012年推出了哈勃极深空(Hubble eXtreme Deep Field,XDF)照片。这幅照片是哈勃望远镜在10年时间里,对着微小的一块天空区域拍摄了相当于50天的时间集结而成。这块区域只占天空面积的3,200万分之一。

    从这张照片,天文学家推算出,在目前可见的范围内宇宙中有1,000亿至2,000亿个星系。

    四年后,英国诺丁汉大学(University of Nottingham)的研究组再次分析了这张照片,并结合其它观测的数据,找到的星系数量翻了10倍,达到2万亿个。这个新数字已经发表在《天体物理学杂志》(Astrophysical Journal)期刊上。

    研究者之一诺丁汉大学的天体物理学家康塞利斯(Christopher Conselice)在研究发布的时候说:“难以置信,超过90%的星系都是我们还未研究过的。等将来更先进的望远镜启用后,谁知道我们会不会发现这些星系有趣的特点呢?”

    科学家知道,宇宙的星系仍不止这个数字,有的星系亮度很低目前的望远镜还探测不到;还有的星系随着宇宙的膨胀以接近光速离我们而去,望远镜也无法探测到。

    不过,哈勃望远镜的继任——詹姆斯·韦伯太空望远镜探测红外线的能力是哈勃望远镜的100倍,将有更强的能力探索以前的望远镜都探测不到的星系。

    天文学家也希望能看到宇宙诞生初期,大约在135亿年前诞生的星系,这里面蕴藏着大量天体起源的奥秘。

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