宇宙最古老星系被发现！年龄堪比宇宙大爆炸？足有一百多亿岁

夏夜天河横空，看着密密匝匝的星影，想过这些星星的年纪多大了吗？

既然恒星、行星有寿命，那么更大系统的星系，它也是有寿命的。问题来了，最古老的星系在哪里呢？到现在它的年纪又有多少岁了呢？

或许，我们能经由这些年龄最大的星系，解开宇宙大爆炸的秘密。

已知最古老星系

目前已知最古老的星系，是2022年的新发现。美国和丹麦两国的研究人员，对最新的观测数据进行了分析，科研人员随后发现了一个叫GLASS-z13的星系。

它的年龄相对于目前已知的星系很老，因为该星系诞生于宇宙大爆炸后3亿年。

在此之前，被测定的年纪最大星系为GN-z11，这是一个距离地球远达134亿年的星系，是由此前的哈勃望远镜发现的。

而新发现的GLASS-z13，在年龄上能不能超越该星系，还有待科学界进行更深入的观测和研究。

在科学家看来，上述两个星系的年纪或许存在差距，但年龄相差不会太大，它们的年纪大概相仿。只不过从距离上来看，新发现的星系距离地球更加遥远。

除了年纪大、距离远之外，两个星系还有一个最大的特点便是体积质量小。

根据研究测定发现，上述两星系的质量，仅仅比太阳高出了10亿倍，和银河系相比，几乎无法相提并论。

其中，GLASS z-13的直径只有1600光年，GN-z11的直径稍大，但也仅有2300光年。这和银河系10万光年的直径比起来，简直是小巫见大巫。

但它们的年纪究竟怎么样，科研人员认为还要借助望远镜上的光谱仪进行分析和证实。

光谱仪针对星系，可以测量到宇宙膨胀时星系发出光芒的红移现象，这种现象是随着宇宙的持续膨胀而形成的。

那些早期天体发出的光芒，像紫外线等会朝着光谱的红段移动，它们最终会以红外线的形式，从遥远的区域内抵达现在的近地空间。这种现象在天文学领域，就被称之为红移。

在星系年纪的测量上，科学家还有哪些依据呢？

形状和年龄可能相关

恒星等单个的天体是圆形的，庞大的星系则不同，它的形状存在很大差异。而科学家认为，造成它们形状各异的原因，正是由于处在不同的年龄段。

这一发现是澳大利亚国立大学的研究人员提出的，2018年时科研人员推动了一项最新的研究，他们发现星系年龄和形状存在关联，年纪越大，形状会变得越大和膨胀。

像银河系，它的形状看起来是典型的压扁球体，多数星系也具有这种特征。但是在年龄增加的情况下，因为恒星等各个天体在向着每个方向移动，星系整体看起来就在膨胀。

越是年轻的星系，恒星等天体是沿着星系的圆盘在进行有序的旋转运动。当圆盘变成圆球状，就意味着星系的年龄增加了。

在科学家看来，恒星围绕星系的运转，在星系年龄的各阶段，也会有一个平稳发展过程。

其中的规律，是科学家基于843个不同的星系而得出的结论。起初科学家以为，形状和年龄之间的这种关联是个例，但分析的星系越多，越发现这在星系内是一种普遍现象。

像银河系，它现在的年龄已经超过了130亿年。在科学家看来，银河系已经不年轻了，内部的恒星有的很古老，有的则还比较年轻。

这种年轻和古老混合的局面，科学家将其界定为中等平均年龄。所以从银河系的形状来看，它现在既是扁平的，但中间也已经膨胀成圆球状了。

当然，上述研究也仅仅是一家之言。而且单纯只从形状上来界定星系的年纪，就显得有些单一。

因为，星系的运动在整个生命周期内不是固定不变的。在星系上百亿年的生命历程中，还存在着两个星系发生膨胀的可能。

有的星系在融合后形状发生改变，或许就不会符合上述所说的规律了。也正因为如此，在星系年纪的认定上，科学界还有别的方式。

什么样的星系是真的年老了？

星系本身和恒星一样，其整体也在进行着物质和能量的消耗。在科学界看来，缺少气体和尘埃的星系，年龄普遍偏大一些。

因为这类星系的气体以及尘埃，都在大规模的造星过程，即恒星诞生中被消耗掉了。

而这种星系，通常还有另外一个特点，是由多个行星经碰撞后合并而来的。

星系经过合并以后，规则会变成椭圆形，因为星系间的撞击形成气体和尘埃，所以才会造成一波新的恒星的诞生。

如果是根据这一理论的话，似乎星系本身的膨胀，跟星系的撞击以及年龄就没有什么必然关系。毕竟碰撞合并后形成的椭圆星系，在形状上跟单纯的膨胀无关。

除此之外，星系的碰撞还是演化形成不规则星系。这类星系形状特殊，外形看起来没有规律性。再者，不规则星系的尺寸都不是太大的。

至于不规则星系的年龄，有科学家认为在经过碰撞后，也会因为恒星的诞生而存在气体和尘埃消耗。所以相比于碰撞之前，它的年纪肯定就大了。和别的未经过碰撞的星系比起来，年龄似乎也更大一些。

所以从这个角度去看的话，碰撞而不是形状，才是衡量一个星系年龄是多大的关键因素。

当然，无论是星系自身的膨胀，还是和别的星系的碰撞，这些都只是统计的角度。

除了椭圆星系和不规则星系之外，还有的星系便是像银河系这样的漩涡星系。

这类星系是典型的圆盘状，生命历程中还存在着多种变化的可能。其中一种可能就是，星系的中心区域变成棒状结构。

所以这种类型的星系，又叫棒旋星系。如今银河系的中心地带，就有这样一个棒状结构，所以从这个角度去看，它已经发生一种变化类型了。

值得一提的是，根据科学家此前的研究，银河系正在和邻居仙女星系靠近，它们最终会发生碰撞进而融合。

根据上述观点，融合之后的星系，要么会形成椭圆形星系，要么会变成不规则星系，总之都不再是原来的样子。

而且从时间的角度去看，碰撞和融合发生在以后，相对于现在，新形成星系的年龄，也就老了很多了。这似乎又能说明，星系的碰撞和它的年纪，存在着某种关联。

年龄和形状之外，星系本身明亮与否，科学家对此也很感兴趣。

活泼和安静的差异

科学家认为，宇宙爆炸后的不长时间里，所有刚生成的星系都很活泼。

这是由于，彼时星系中央的黑洞正在距离活动，“贪吃”的黑洞制造出了很大的动静，所以星系的中央都会相当明亮。

至于这种明亮能达到何种程度，据说哪怕是极其遥远，也能看到核心区域的亮光。

一旦核心区域的黑洞吃饱喝足，整个星系也会随之安静下来，没有剧烈的活动，科学家将其称为“静悄悄”的。

这种“静悄悄”也意味着，整个星系不再制造新的恒星了。有科学家此前就发现过类似的星系，没有新的恒星诞生，核心区域更是在上百亿年前就已经稳定了下来。

如果从时间的角度去看，似乎又能说明，一旦星系陷入了安静，就意味着它开启了“老年生涯”。

当然，科学家肯定不会这么直接去理解，因为这里面还存在着别的变量因素。

而要了解更多的变量因素，就得借助大型的望远镜设备。无论是观察银河系本身，还是观察更远的星系，科学家主要依靠地球外部的“眼睛”。

此前发现最古老星系的设备，就是近年来代替哈勃望远镜，最新部署到太空的詹姆斯·韦伯望远镜。

深空巨镜的使命

韦伯望远镜是在2021年底发射升空的，此前科研人员光是设计它，就用了20多年。

望远镜整体是由六边形的镜片拼接而成，这些镜片的数量多达18块。由于数量多了，相比于它的前辈哈勃望远镜，它采集光线的面积将大5倍以上。

这些镜片构成了韦伯望远镜的主镜，它的直径达到了惊人的6.5米。除了这一庞大结构外，望远镜还有次镜结构。

次镜是从主镜的正面延伸出来的长臂支撑，在主镜凸起的黑色区域，还有被安装好转向镜和三级镜。

在太空工作不同于地面，望远镜需要能适应零下220℃的环境。所以在材料的选用下，镜片材料都是金属铍。

这种材料的特点是密度低，硬度相对较高，在低温的情况下不会收缩变形。

镜片的表层还涂上了一层黄金，厚度只有100纳米，这些黄金的作用，是为了优化反射红外线的性能的。

镜片之外，便是那些更精密的科学仪器了。它们都位于主镜的背面，有近红外光谱仪，近红外成像仪，近红外相机等等。这些仪器的主要作用，可以将望远镜收集到的光线进行分析成像。

除了采集光线和成像的设备外，为了遮挡太阳、地球和月亮的辐射，望远镜还配备了巨幅的遮阳板。它究竟有多巨幅呢？展开来的面积相当于一个网球场。

这么大的体积，所以在发射升空时，它是以折叠的状态被装入火箭内的。其整体的重量达到了6.2吨，是个名副其实的大家伙。

如今，它的具体位置，是在距离地球150万公里的深空区域。这一区域，也就是人们常听到的拉格朗日点。

因为太阳和地球引力的相互作用下，在这一区域内运行，望远镜能始终处于地球的阴影一侧，而遮阳板的外层区域，又能始终对着太阳、地球和月亮的方向。

它的预计服役期限是5年，而在科学家看来，服役期限延长至10年应该没什么问题。

结语

未来，科学家要观测和研究深邃的宇宙，韦伯望远镜就要发挥主要主要作用了。

科学家希望，接下来它能在观测任务中，发现宇宙深处最早诞生的一批星系。除了研究天体本身外，科学家念念不忘的还有，希望能通过它，看到别的星球上是否存在生命。