年僅15億歲的宇宙就有星系團在形成

兩組國際研究小組通過ALMA（Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array，阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列）和APET（Atacama Pathfinder Experiment telescope，阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡）發現一組遙遠的正在合併形成巨大星系團的古老星系群落。

藝術家描繪的年輕宇宙中大量星系的合併（來源：ESO/M. Kornmesser）

一個團隊由來自加拿大達爾豪西大學和美國耶魯大學的蒂姆·米勒（Tim Miller）領銜，另一個團隊由來自英國愛丁堡大學伊萬·奧迪奧（Iván Oteo）領銜。米勒團隊觀察了一個編號為 SPT2349-56 的「原星系團」，它非常非常遙遠，如果把我們可見的宇宙看成一個以地球為圓心的有限的大球，那麼它距離這個球的「邊界」只有1/10半徑。在這個「人口密集」的原星系團中，每個獨立的星系都是「星暴星系」，意思是正在快速形成大量新恆星的星系——每年有數千顆恆星在其中誕生，比較一下，我們銀河系恆星寶寶的「年出生率」僅僅1顆。因此，它們是年輕宇宙中最為活躍的區域之一。奧迪奧團隊也發現了類似的情況，10個富含塵埃的星暴星系正在合併中，在ALMA和APEX合成圖像中它顯得非常紅。

這些天體結構有些出人意料。富塵星暴星系的生命周期通常比較短，因為它們會以極高的速率消耗氣體。在宇宙任何時期任何角落，這些星系都非常罕見。因此，發現數量龐大的富塵星暴星系同時閃耀是令人費解的。這些正在形成的星系團最早是被SPT（南極點望遠鏡，South Pole Telescope）和HSO（赫歇爾空間天文台，Herschel Space Observatory）觀測到，當時它們僅僅顯示出2個微弱的光點，隨後更為強大的ALMA和APEX則揭示出它們具有非同尋常的結構，並且測得它們光芒來自宇宙誕生後僅15億年。而來自ALMA的最新高解析度圖像則為我們揭示出這兩個隱約放光的暗淡星點並不是單個天體，而是分別由14個和10個大質量星系構成，每一個星系大小都介於大麥哲倫星系與銀河系之間。

分別由南極點望遠鏡（左）、阿塔卡馬探路者實驗望遠鏡（中）和阿塔卡馬大型毫米/亞毫米波陣列（右）拍攝的原星系團SPT2349-56（來源：ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Miller et al.）

ALMA的這個發現非常重要，我們或許僅僅看到了冰山一角。APEX望遠鏡的數據暗示，類似的產星星系的真實數量可能比預期多3倍！按照現有的理論模型和計算機演算，這種規模的原星系團應當需要花費更長的時間演化，而非短短15億年。天文學家希望藉助擁有極高解析度和極高靈敏度的ALMA，以及安裝在VLT上的多元光譜探測儀（MUSE）獲得更有價值的數據進行計算機模擬，以尋找他們所不知道的隱藏秘密。

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