欧几里得太空望远镜才工作一年,就已经让天文学家开始重新思考一个老问题:星系到底是怎么变成现在这个模样的?
一张展示“星系音叉”的示意图,说明了欧几里得望远镜观测到的星系演化过程
旋涡、椭圆、矮星系……它们背后的演化轨迹,正在一点点显露出来。
欧空局的欧几里得望远镜在2023年7月升空,它的使命是绘制一幅史无前例的大尺度宇宙地图。仅仅一年,它就拍下了 120 万个星系。这些数据已经进入 2025 年发布的首批资料中,而这些还只是全部任务的 0.5%。
按照计划,欧几里得在6年任务结束时会记录下数千万个星系。从天文学家的角度来看,这几乎意味着:我们第一次可以在真正的宇宙尺度上,系统地研究星系到底是怎么变成现在这个样子的。
来自马克斯·普朗克地外物理研究所的研究员指出,欧几里得提供的清晰度与观测范围,让科学家能够直接把星系的形状、中心结构以及它们的成长历史放在一起进行比对。这在以前是做不到的。
星系的长相,是它历史的“痕迹”
科学界早就知道,星系的外形并不是随机的。
从像银河系这样旋转的庞大盘状结构,到像梅西耶87那样几乎毫无花纹的椭圆星系,它们的形态背后都藏着一段无人知晓的历史:形成恒星、耗尽气体最后与其他星系合并。
欧几里得的数据让研究者得以重新绘制经典的“星系音叉”图:
一端是仍在形成恒星的蓝色旋涡星系;另一端是经历过合并、慢慢变成巨大椭圆星系的“老年形态”。
而一个星系最终停在哪里,很大程度上取决于它中心的那个超大质量黑洞。
当两个黑洞在星系深处相遇
利用欧几里得的数据,科学家们已经找到了可能拥有“第二个星系核”的星系。
拥有第二个星系核意味着什么?
它可能隐藏着一个独立的超大质量黑洞,这个黑洞正在和原星系中心的黑洞彼此靠近、缠绕,形成一个黑洞双星系统。
这个阶段很短暂,但是至关重要。
这是一个星系合并后产生第二个星系核的例子。
当两个黑洞绕着对方旋转的时候,会不断地向宇宙中释放引力波,最终两者螺旋坠入并合并到一起,变成一个更巨大的黑洞。
也正是这种黑洞的增长方式,推动星系一步步变成庞大的椭圆星系。
“最大的黑洞,大多是在不断合并中长大。”研究团队表示,“欧几里得让我们第一次能够系统追踪这种增长模式。”
欧几里得改变了我们对银河系“家族树”的认知
更令人意外的是,欧几里得的灵敏度已经能够检测到2674个小而暗淡的矮星系。
这些星系过去太过于暗淡,以致于很难被观测到,然而现在,借助于欧几里得望远镜,它们的细节:包括一些致密蓝色核心甚至是球状星团都已经清晰可见了。
为什么这些观测数据这么重要?
因为人们普遍认为,像银河系这样的大星系,就是由无数矮星系一步步合并而成的。
如今借助欧几里得的观测,正在让这条“家族树”变得更加的完整和清晰。
