国际星系研究聚焦宇宙“青春期”

 

　　
图片说明：CXO-J141741.9. 星系80亿年前一颗“矮类星体”诞生的多波长图像，四幅图像由不同的卫星望远镜拍摄，分别如下：a）Hubble b）Spitzer c）GALEX d）Chandra
　　（图片来源：美国国家航空航天局）

　　“全波长格罗斯延长带国际研究计划”（All-wavelength Extended Groth Strip International Survey，简称AEGIS）是一项为期5年的重大国际计划，前所未有地对宇宙“青春期”进行深入全面的研究。世界各地50多位研究人员参与其中，利用4台卫星望远镜和4台地面望远镜，对宇宙中一小块固定区域进行各个波长的电磁光谱研究，生成它们的全色图。如今，该计划正在不断得出对于宇宙“青春期”以及星系和星团早期进化的新认识和新数据。

　　该固定目标区域称为“格罗斯延长带”（Extended Groth Strip），它覆盖了两个月亮宽的区域。

　　领导该国际小组的美国加州大学伯克利分校物理和天文学家Marc Davis表示，“该计划的目标就是研究宇宙在目前一半年龄时的情形。我们得到了许多不可思议的数据。”

　　《天体物理学杂志通讯》（Astrophysical Journal Letters）已经接受发表有关格罗斯带研究的总共19篇论文。现在，所有的文章可以在线获得：http://aegis.ucolick.org/publications.html#apjl2006

　　到目前为止的观测包括中央有两个黑洞的巨大红色星系、几个新的重力透镜等。AEGIS的这些结果与夏威夷W. M. Keck望远镜获得的部分“DEEP2星系红移计划”的数据的汇总，将带给天文学家无价的数据资源库。

　　以普林斯顿大学物理学家Edward Groth命名的“格罗斯延长带”，依靠肉眼完全无法看到。但AEGIS计划已经发现了其中的15多万个星系。AEGIS计划着重研究星系90亿年前的情况，即这些已经诞生137亿年星系的“幼年期”，涵盖了星系从早期快速成形状态到成熟稳定的关键时期。

　　在《天体物理学杂志通讯》在线的一篇论文摘要中，Davis和同事表示，AEGIS正在进行对广阔区域的特殊联合深空观测，收集了大量样本甚至是一些极少见的星系。他们正在将所得数据与“斯隆数字巡天研究”（Sloan Digital Sky Survey，简称SDSS）的数据进行比对。

　　劳伦斯-伯克利国家实验室的宇宙学家Jeffrey A. Newman表示，“我们动用了一切可能的望远镜、以涵盖九个数量级的波长来观测这块天空。每个观测都在一点点揭开星系进化之谜。”

　　Newman表示，通过哈勃空间望远镜看到了多种多样的星系，揭示了它们开始走向成熟的时间。同时，星系演化探测器（Galaxy Evolution Explorer，简称GALEX）和斯匹策太空望远镜（Spitzer Space Telescope）的观测表明，恒星的形成速度比今天快得多。研究人员通过测量星系恒星总质量，发现了星系如何随着时间逐渐变大。更多的观测还揭示了星系中央黑洞的存在。

　　Davis表示，AEGIS计划的一个关键就是DEEP2星系红移计划，它对星系的质量、恒星形成速度等属性进行测量，同时判断星系的远近从而使研究者了解到所观测的是多久之前的宇宙。DEEP2计划清晰地展示了90亿年前的星系与70亿年前的星系显著不同，后者更接近今天“正常”的星系。

　　还有很重要的一个发现就是，加州大学伯克利分校研究生Brian Gerke根据DEEP2数据，发现了距地球60亿光年的双重黑洞。他通过研究得出了两个星系在几亿年前发生合并的结论，而它们中央的黑洞也彼此盘旋靠近形成双重黑洞。

　　此外，最新研究也揭示了两个新的透镜星和已为人知的Einstein Cross情形。

　　AEGIS计划是在NSF和NASA的支持下进行的，而DEEP2 计划则是在NSF支持下，加州大学伯克利分校、加州大学圣克鲁斯分校和夏威夷大学天文学家间的协作研究。参与AEGIS计划的有NASA的Hubble光学望远镜, Chandra X射线望远镜, GALEX紫外望远镜以及Spitzer 红外望远镜。还有其余四台地面望远镜也为数据采集做出了贡献。所有AEGIS数据将在今年8月公之于众。