淬火星系通过合并实现“完整的成长”

哈勃太空望远镜携带了COSMOS探测器，科学家用COSMOS解决了一个淬灭星系如何成长的神秘问题。“淬火星系”或“熄灭星系”是指宇宙中失去或关闭了恒星制造能力的星系，有些星系在演变进程中不再炼制新的恒星，好似生物学意义的人在生命的晚期失去了生育能力。恒星在淬火星系的“梦工厂”停止了生产 。遥远的淬灭星系的体积和质量较小，今日宇宙的淬灭星系的体积和质量较大，天文学家有一个困惑不解的问题，既然淬火星系失去了恒星制造的能力，它们怎样从过去的小体量成长为今日的大体量？天文学家拍摄了20幅淬火星系或淬灭星系的图像，它们是一些不能形成更多恒星的星系，哈勃携带的COSMOS探测器发回了图片，图像框架中心的十字丝定位了每一个淬火星系。

天文团队查验和分析了哈勃太空望远镜收集的数据，对淬火星系的成长迷题给出了简明易懂的答案，近的和遥远距离的小体量淬火星系成长为大体量的淬火星系，在小体量的淬火星系之间发生了碰撞与合并的事件，淬火星系失去了恒星制造的动力机制，星系的“体格”或“个头”没有停止长大，淬火星系通过引力的吸附作用发生了碰撞与合并，大的淬火星系和大约比它们的质量小5到10倍的小淬火星系发生了碰撞，大小不同的两个淬火星系合并为一个更大的淬火星系，这些碰撞与合并的事件不是一次完成的，在合并星系的周围有很多小的淬火星系，没有小的淬火星系群，大的淬火星系难以形成，小的淬火星系为大的淬火星系的形成创造了条件。

天文学家到目前为止探测到了数量充分的淬火星系，哈勃望远镜发挥了关键的探测作用，在宇宙史过去的80亿年，淬火星系的数量和位置在有些太空区域存在特定的分布形式，不仅没有停止生长，而且淬火星系的体型和质量不断地变大，天文学家对星系演变的这一最大谜题给予了长期的关注。瑞士苏黎世理工学院的玛赛拉·卡洛罗和加州理工学院的尼克·斯克威尔组建了一个天文小组，对淬火星系从小变大的课题进行了探讨。在天文图片的大小和清晰度上，哈勃的COSMOS探测器达到了历史的高水准，高清晰度和大尺度的星系图片有助于大数量星系的理论研究。

天文小组使用了哈勃的COSMOS图片，同时使用了其它望远镜拍摄的的图像，其中包括了加拿大、法国和美国的夏威夷望远镜和日本的斯巴鲁望远镜，这些望远镜架设在天文观测条件优越的夏威夷。使用多台望远镜对较大的太空区域进行了观测，大约相当于月亮9个满月所覆盖的天区范围，观测到的宇宙年龄相当于目前宇宙年龄的一半多。大约80亿年以前的淬火星系小而紧凑，没有出现“发胖”的迹象，小的星系演变到了熄灭或淬火的阶段，大多数小的淬火星系保持了比较完美的形态，当小的淬火星系发生了碰撞与合并时，它们的形态随之发生根本性的改变，小淬灭星系的“身材”开始“发胖”，它们通过合并的过程使得星系的“体格”变得越来越大。

苏黎世理工学院的西蒙·莉莉和意大利帕多瓦天文台的爱唯欧·雷兹利用生动形象的语言解释了淬火星系的成长壮大，好似一个城市中心的公寓面积增大了，公寓楼的居住面积扩大了，老的公寓楼没有腾出多的房间，不是将会议室改成了公寓房，或在公寓楼的楼顶加盖了几层，而是建造了更多和更大的公寓楼，好似在老城的周围开发了新城，公寓楼的总面积增加了，不是改造存量房、而是建造增量房的结果。个别小星系的成长看起来只是外在的表象，实际上是小的淬火星系合并成大的淬火星系，最大的淬火星系合并了最多的淬火星系。

淬火星系在过去的80亿年发生了多次的碰撞与合并，这是星系演化的秘密之一，有些早期宇宙的活跃恒星分裂为小的星系，宇宙早期有些小的淬火星系。加州理工学院的皮特·卡帕克解释说，哈勃携带的COSMOS探测器收集了简明而清晰的观测数据，在过去的技术条件下，科学家很难对非常大数量的观测数据实施分析，天文小组拟定了简洁而明确的方案，在复杂的星系表象中找到了问题的本质，标题为“探讨淬火星系的总体尺度在演变过程中不断增大的原因”的研究论文在《天体物理学》杂志上发表。欧航局和美航局联合开发了哈勃太空望远镜，国际天文小组的成员主要来自瑞士的苏黎世理工学院（ETH）、意大利的帕多瓦天文台、加州理工学院的斯皮策科学中心、法国的马赛天体物理学实验室、加州大学和夏威夷大学、日本的爱媛大学。

（编译：2013-8-5）