這麼大的星係為何如此暗淡

【圖注】后髮星系團

在使用世界上最大的天文望遠鏡進行了33.5小時的觀測後，天文學家首次測量到了新發現的暗淡星系內的恆星運動。這些恆星的高速運動表明，這個暗淡星系的質量與更為明亮的銀河系的質量相當。「這個測 量十分重要，」未參與該研究的哈佛大學天文學系主任阿維·勒布（Avi Loeb）說，「這項研究十分具有挑戰性，他們非常值得尊敬。」

近幾年，在耶魯大學的彼得·范多克姆（Pieter van Dokkum）和加拿大多倫多大學的羅伯托·亞伯拉罕（Roberto Abraham）共同開發蜻蜓（Dragonfly）遠攝陣列後，「超瀰漫」星系才開始受到關注。這些天文學家觀測了距地球1.01秒差距（3.3億光 年）的后髮星系團，發現了47個暗淡的光點。

「這一定不是真的，」范多克姆回想起在筆記本電腦上第一次看到這些星系時的念頭。但是這些星系在空間中的位置符合該星系團內其他星系的分布規律，這表示它們是真正的星系。從那時起，天文學家在后髮星系團和其他地方又發現了數百個這樣的星系。

銀河系比大多數星系更大些，而超瀰漫星系大小跟銀河系差不多，但它們的亮度卻像矮星系一樣。就像是倫敦這樣的大城市卻只發出了卡拉馬祖（美國密歇根州小城）那樣少的光。

迅速的幽靈

為了進一步研究這些像幻影一樣的星系，范多克姆的團隊觀測了其中最大最亮的一個，也就是后髮星系團中被命名為「蜻蜓44」（Dragonfly 44）的星系。這個星系發出的光僅有銀河系的1%。

天文學家利用位於夏威夷莫納克亞山頂的10米凱克望遠鏡Ⅱ測量了該星系的譜線寬度，進而推斷出了星系質量。星系質量越大，其中恆星的相對彼此的運動速度就越快。恆星的這種運動通過多普勒效應（即物 體相對觀測者的運動使其發出的光的波長發生改變），導致星系光譜中的譜線變寬。在總結了6晚的數據後，天文學家發現，恆星相對運動的典型速度為47千米每 秒。

如此快的速度表明，這個星系的質量大約和銀河系相當。如果它的質量分布與我們銀河系的一樣，延伸至可見邊緣以外，那麼蜻蜓44的質量將是太陽的萬億倍。此外，這個星系包含90個球狀星團，要比同樣暗淡的典型低質量星系多10倍。這也再次說明蜻蜓44可能是個大質量星系。

大質量的星系能夠非常有效地將氣體轉化為恆星，但是蜻蜓44的亮度卻低得可憐，因此，研究人員稱其為「失敗的星系」。「它像是一種黑暗版的銀河系，」范多克姆說，「但是本應形成100顆恆星的時候，這裡卻只形成了1顆。」

那麼，是什麼原因使蜻蜓-44這類超瀰漫星系沒有兌現全部潛力？也許是因為在星系中心的類星體吹走了氣體，或是后髮星系團的高溫氣體剝離了星系的氣體。

勒布和同樣在哈佛的尼古拉·阿莫里斯科（Nicola Amorisco）最近提出，低質量的超瀰漫星系可能在形成時旋轉速度過快，將氣體甩出了星系，使其只能產生較少的恆星。勒布表示，這種理論也可以解釋大 質量超巨瀰漫星系的產生。但是新發現的蜻蜓44旋轉速度並不快。儘管如此，勒布仍然懷疑它可能是在快速旋轉的狀態下形成的，在與其他星系作用後減慢了旋轉 速度。

然而范多克姆說，這種詭異星系的起源還是個謎：「真正的答案是我們真的不知道。」

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