大多數(shù)星系是在宇宙早期形成的，我們的銀河系也不例外。科學(xué)家推測，銀河系可能是由130億年前形成的早期宇宙中的幾個(gè)矮星系統(tǒng)碰撞而成的。因此，對宇宙中這些早期星系系統(tǒng)的研究可以幫助我們更好地理解銀河系的形成和演化。

據(jù)外國媒體報(bào)道，10月27日，一個(gè)國際研究小組使用Atakama毫米/亞毫米波陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA)對118個(gè)遙遠(yuǎn)的星系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)星系中約有20%的恒星被塵埃遮蔽，這意味著星系中含有大量塵埃和重元素，這一發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了此前的預(yù)期。

為什么會(huì)發(fā)生這種情況？這些星系中的塵埃和重元素從何而來？這一發(fā)現(xiàn)是否意味著需要改寫傳統(tǒng)理論？考慮到這些問題，"科技日報(bào)"(Science And Technology Daily)的一名記者采訪了相關(guān)專家。

繁星代代相傳的"遺骸

科學(xué)家們認(rèn)為，宇宙中早期的星系系統(tǒng)缺乏大量的塵埃和重元素。為什么會(huì)有這樣的推測呢？這始于它們的"生命"。

大爆炸"之后，宇宙中的元素主要是氫、氦和少量的鋰。我們今天看到的更重的元素主要是隨著恒星的演化和消亡而產(chǎn)生并釋放到星際空間中。中國科學(xué)院國家天文臺(tái)副研究員王蘭對記者說。

在第一代恒星死亡后，它們產(chǎn)生的重元素分散在星際空間，在這些空間中誕生的下一代恒星含有這些重元素，并繼續(xù)產(chǎn)生新的重元素，這些元素代代相傳，宇宙中的重元素隨著時(shí)間的推移而增加。

星星的誕生不是統(tǒng)一的"。上海交通大學(xué)物理和天文學(xué)學(xué)院副研究員劉成澤說，以前的觀察表明，在宇宙的早期，物質(zhì)的密度略有波動(dòng)，缺乏恒星形成所需的冷氣體。隨著時(shí)間的推移，在重力作用下，暗物質(zhì)團(tuán)和冷氣逐漸聚集在一起，為恒星和星系的形成提供了條件。星系間的碰撞也促使恒星形成率越來越高，并在宇宙大爆炸后約30億年達(dá)到峰值。"這個(gè)時(shí)期也被稱為‘宇宙正午’--大約一半的恒星和星系(宇宙正午)，宇宙是在這一時(shí)期形成的。"劉誠說。

恒星的爆炸性增長確實(shí)帶來了大量的塵埃和重元素。但在此之前，沒有足夠的時(shí)間和物質(zhì)基礎(chǔ)形成如此多的大質(zhì)量恒星，因此科學(xué)家推測，宇宙的早期星系并不包含大量的塵埃和重元素。

天文學(xué)家以前在高紅移系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了大量的塵埃，但是這個(gè)例子是非常罕見的。另一方面，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了大量這樣的星系，進(jìn)一步證實(shí)了在高紅移系統(tǒng)中可能存在大量的塵埃和重元素。劉誠補(bǔ)充道。

質(zhì)量越大，恒星的壽命就越短。

事實(shí)上，這在今天的宇宙中并不常見。"中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)助理研究員高楊說，研究結(jié)果顯示，早期宇宙系統(tǒng)中的恒星可能在短期內(nèi)經(jīng)歷了快速生成和死亡的"生死速度"。

高楊說，在宇宙的早期，由于塵埃較少，輻射壓力更大，恒星本身需要更大的質(zhì)量來抵抗輻射壓力，因此在這一時(shí)期誕生的恒星實(shí)際上傾向于有大質(zhì)量的恒星。

在以前的一些研究中，科學(xué)家們模擬了第一代恒星的質(zhì)量可能很大，大約是太陽質(zhì)量的100倍，而第一代恒星相對較小的質(zhì)量甚至可以成群形成。然而，由于設(shè)備和數(shù)據(jù)支持水平的限制，這些仍然局限于理論模型預(yù)測，缺乏實(shí)際的觀測證據(jù)。

研究人員還說，為了更多地了解這些遙遠(yuǎn)的星系，人們希望將來ALMA能夠在更長的時(shí)間內(nèi)觀察單個(gè)星系，以確定星系中塵埃的確切位置以及氣體如何運(yùn)動(dòng)；此外，這些含有大量塵埃和重元素的星系將與其他距離大致相同的系統(tǒng)進(jìn)行比較，以確定它們是否有什么特殊之處。