湖北
宇宙早期的巨型星系是如何产生的？天文学家第一次取得了真知灼见的认识，早期星系充满了能量的集聚，星系的形成彰显活力四射的过程，定型的巨大星系含有一个致密的核体，由数百万颗恒星构成的“核球”发出了光和热的巨大能量，新的恒星在核求内的迅猛产生宛如势如破竹。天文学家的发现遵循眼见为实的观测原则，他们使用了NASA的哈勃和斯皮策太空望远镜、欧洲航天局的赫歇尔太空天文台、夏威夷的W.M.凯克天文台的观测数据，天体的壮阔画面令人叹为观止。宇宙婴儿期的星系离地球的距离十分遥远，天文团队观测的时间轴延伸到了几乎110亿年以前，那时的宇宙年龄大约为30亿年，体积比现在小很多，早期恒星的体积比现在的恒星大很多。
经过仔细的数据分析，天文学家现在相信，致密性的星系可能演变为巨型的椭圆星系，先是形成一个紧密的核球，然后开始了漫长的由内而外的成长过程，最后演变为由古老恒星组成的气体物质不足的椭圆星系。康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的科学家埃里卡·纳尔逊解释说，科学家看到了以前不曾看到的早期星系形成的过程。高致密性的核球成长为巨大的星系。大星系在早期宇宙中并非罕见，它们在早期宇宙的出现不只是一些特例。
早期宇宙的体积比现在小很多，或整体结构紧凑得多，今日宇宙已变得十分疏散、空旷，似乎不能创造早期宇宙中致密性的星系核球。纳尔逊的科学团队在《自然》杂志发表了研究成果，紧凑的星系仅为银河系尺寸的一小部分，这是一个动力场强大的星系，恒星数量相当于银河系中恒星数量的两倍，数量庞大的恒星挤进了一个直径为6000光年的狭小空间，而银河系的直径大约为10万光年。这个星系距离遥远，几乎到了看不见的地方，巨大数量的恒星群被周围空间的尘埃气体遮蔽。
这个星系处在十分极端的环境，好似中世纪时期的一个“乌烟瘴气”的大甘埚，“宇宙大甘埚”是打造恒星的利器，大甘埚在炼制的过程中出现了热气腾腾、气泡狂舞的景象，在气流翻滚、热浪奔涌的核球区，数量惊人的恒星群体快速诞生。旅行到核球的宇航员可以看到核球区域的夜晚明亮无比，气势如虹的年轻恒星伴随了大量的灰尘、气体和晚年恒星爆炸后遗留的残渣碎片，恒星诞生的场面惊心动魄，引人入胜，好似上演了一首“宇宙好声音”的狂想曲。
纳尔逊和科学团队的成员将这个星系的核心称为“闪耀”，核球区域每年诞生大约300颗恒星，这个年轻的星系“批量生产”了大量恒星，它是响当当的高产型“恒星工厂”，而我们的银河系每年仅诞生大约10颗恒星。科学团队解释了“恒星工厂”高产稳产的原因，在星系中心形成了“深不可测”的引力井，“引力井”可能由暗物质形成，看不见的暗物质建造了星系的“隐形框架”，巨大的引力效应使得周围的气体物质如同“万壑奔流”一般涌入其中，巨大数量的气体物质在“引力井”擦出了火花，在烈火中诞生的恒星过程变得汹涌澎湃。
大量恒星掩藏在巨量的气体和灰尘云之中，直到目前为止，天文学家几乎难以看到云团内的紧凑星系，与此同时，晚年爆炸的恒星产生了巨量的残存气体和灰尘，增加了云团颗粒物阻挡恒星光的效果。天文学家在强大的观测技术支持下勉强看见了“闪耀点”或核球，哈勃卫星携带的宽视场照相机应用了红外线技术，在哈勃、斯皮策和赫歇尔望远镜的协助下，天文团队成功地揭示了早期宇宙星系成长的奥秘。
观测结果显示，这个星系疯狂制造恒星的过程持续了10亿多年，而制造恒星的过程持续了更长时间，天文团队相信，这个核球最终将停止恒星制造的过程。在核球内挤满了恒星，有些小型的星系没有停止成长的节奏，它们可能通过彼此合并融合为一个更大的星系，在未来100亿年的演变史中，它们扩展自己的“地盘”，在更大尺度的规模上扩展为一个巨大而沉稳的椭圆星系。
天文团队的成员、耶鲁大学的派特·范·多克姆解释说，他们的发现解决了早期星系如何形成的难题，早期星系的形成已有理论的依据和观测的验证。他们现在设想了一个问题，这个星系的成长模式是否有普遍性？是否适合其它早期宇宙的星系？早期宇宙可能有类似的星系，它们发射了更弱的星光，处于近红外线的光谱波段，天文学家对这类宇宙早期星系的观测会变得更加困难，只有依赖观测技术的改进和提升，未来的詹姆斯·韦伯太空望远镜将会代替哈勃太空望远镜，承担未来的观测使命，红外线望远镜的改进和提升将会带来更多的惊喜，发现更多宇宙的早期星系，这只是一个时间的问题。
（编译：2014-9-12）
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