131亿光年外发现迄今最遥远星系(图)
http://www.sina.com.cn2010年10月22日 07:18新浪科技http://i0.sinaimg.cn/IT/2010/1022/2010102275112_1.jpg
哈勃望远镜拍摄的照片，展现了星系UDFy-38135539。左图中，被红圈圈起来的暗淡白点就是UDFy-38135539。这个星系发出的光需要131亿年才能抵达地球，每秒穿行距离为18.6万英里（约合30万公里）。发出光线时，当时的宇宙只有6亿岁。
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艺术概念图，呈现了大爆炸后不久诞生的星系。为了寻找最为古老的遗骸，古生物学家的挖掘深度越来越深。与他们一样，天文学家也试图让目光回到距今更为遥远的时代，观测非常年轻的宇宙，也就是第一批恒星和星系形成之时的宇宙。
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哈勃望远镜率先发现了这个星系并确定它的身份，欧洲南方天文台的天文学家利用超灵敏的甚大望远镜证实了“哈勃”的发现。
新浪科技讯 北京时间10月22日消息，据国外媒体报道，天文学家发现了宇宙中最古老并且最为遥远的天体——一个距离地球异常遥远的星系，从这个星系发出的光需要131亿年时间才能抵达地球。借助于欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜，天文学家证实这个星系是迄今为止观测到的最为遥远的恒星、气体和尘埃团。
这个星系距离地球非常遥远，科学家对其观测时，它所处的宇宙正值幼年时期，年龄在6亿岁左右或者说当前年龄的4%。巴黎空间天体物理学研究所的尼科尔·尼斯瓦德巴博士表示：“发现迄今为止最为遥远的星系本身就是一件令人非常兴奋的事情，这一发现对天体物理学家研究具有非常重要的意义。这是我们第一次确切地知道，自己正在观测一个消除了雾影响的星系。这种雾充斥着非常早期的宇宙。”
每当天文学家将目光聚焦遥远星系，就等于他们将自己带到过去。光从附近恒星抵达地球需要几年时间，从遥远星系发出的光则需要在宇宙中穿行数十亿年，才能抵达地球。这个星系被命名为“UDFy -38135539”，是哈勃太空望远镜于2009年发现的。借助于位于南半球的甚大望远镜，欧洲天文学研究组织证实了这个星系的年龄。
研究遥远星系面临较大难度。在其所拥有的数百万颗恒星发出的光抵达地球时，星系看上去很小很暗淡。由于波长因宇宙的膨胀被拉长——这种现象被称之为“红移”——绝大多数暗淡的光线处于红外光谱。除此之外，在这个星系所处的时代，宇宙并不是完全透明，充斥着氢雾，进一步增加了观测难度。欧洲研究小组对UDFy -38135539进行了16个小时的观测，而后对观测结果进行为期两个月的分析，分析结果刊登在《自然》杂志上。
巴黎天文台的马特·列纳尔特博士说：“借助于ESO(欧洲南方天文台)的甚大望远镜，我们证实此前使用‘哈勃’发现的一个星系是迄今为止在宇宙中观测到的最为遥远的天体。功率强大的甚大望远镜允许我们测量这个暗淡星系与地球之间的距离。我们发现，在对它进行观察时，当时的宇宙还不到6亿岁。”
研究报告合著者、杜伦大学的马克·斯文班克博士表示，这个古老星系发出的光不够强烈，无法清除氢雾的影响。他说：“UDFy-38135539的附近一定存在其他星系，亮度可能比它低，质量也没有它大。在它们的帮助下，UDFy-38135539周围的太空才变成透明态。如果没有其他星系所发出光线的额外帮助，不管这个星系亮度有多高，都将陷入周围的氢雾中，让我们无法观测到它的存在。”
宇宙是大约137亿年前发生的大爆炸形成的。大约3亿年之后，恒星和星系开始形成。太阳形成于大约50亿年前，地球上第一次出现生命大约是在37亿年前。斯文班克说：“在两年前的一次维护过程中，宇航员为‘哈勃’安装了更为强大的照相机，能够拍摄宇宙更深处的照片。科学界获取了‘哈勃’得到的数据并第一次确定UDFy-38135539的暗淡程度。但这需要得到证实，在16个小时的观测之后，我们做了这项工作。”
斯文班克称：“当你深入研究‘恒星考古学’的时候，你会发现银河系出现的第一批恒星中有些的年龄在100亿岁至130亿岁之间。其他遥远星系能够告诉我们银河系如何开始以及我们最终如何出现。我们的太阳只有50亿年历史，我们很想知道太阳是如何形成的。”
在大爆炸后不久，宇宙还是一个寒冷而不透明的所在，这个昏暗的时代被形象地称之为“黑暗时代”。几亿年后，第一代恒星和星系产生的强紫外线逐渐消除宇宙中的氢雾。此时，“黑暗时代”已经走到尽头，随后进入所谓的“宇宙复兴”时代。
天文学家试图了解黑暗时代何时以及如何结束。为了做到这一点，他们需要观测最为遥远的天体。这是一种挑战，只有借助于地球上最大的望远镜以及极为谨慎的观测策略才能奏效。对于此次的发现，一个令人吃惊的地方就是UDFy-38135539发出的光似乎还没有达到强烈到足以清除氢雾的程度。斯文班克指出，一定有其他星系存在于UDFy-38135539附近，它们的亮度可能比它低，质量也没有它大。在它们的帮助下，UDFy-38135539周围的太空才得以变得透明。如果没有其他星系光线的额外帮助，不管UDFy-38135539亮度有多高，都将陷入周围的氢雾之中，以至于我们无法探测到它的存在。(秋凌) 131亿光年，我们来猜猜看论坛里哪位高手能拍到这个星系？ 现代科技的极限················ 天哪 谁能拍到它 算他牛!! 呵呵，就算把哈勃给我研究一年，估计我也拍不出来。 再造一个大大的哈勃就会看到更远更远的星系了 咳咳！各位的想象蛮有趣的 ::42:: 回复 6# zqin1221
梦游~~~应该可以~~~ 茫茫宇宙，真的是太大了~ 能看到131亿光年之遥的星系，另我赞叹！哈勃的观测极限究竟可到达多远？ 我想知道，他们是怎么知道这个是古老星系的，搞不懂，图上有那么多小点呢。 很神奇，但是还是不太懂，根据宇宙膨胀理论，距离我们越远的星系远离我们的速度越快，距离我们远到一定程度的星系远离我们的速度有没有可能超过光速？
是不是一个星系能被我们看见的理论条件是远离我们的速度还没有超过光速？但是相对论又指出光速相对于各观察者的位置和速度以及二者之间的相对速度无关。也就是说131亿年前这个星系发出我们现在看见的光的时候就已经离我们有131亿光年远了？那以后我们就有可能看不到这个星系了么？反正我完全糊涂，请明白人解惑。 我想知道，他们是怎么知道这个是古老星系的，搞不懂，图上有那么多小点呢。 ...
caos_01 发表于 2010-11-8 16:16 http://www.astronomy.com.cn/bbs/images/common/back.gif
测量光线的红移，再依据理论计算。 本帖最后由 kxjh 于 2010-11-9 14:18 编辑
回复 13# inter06
很神奇，但是还是不太懂，根据宇宙膨胀理论，距离我们越远的星系远离我们的速度越快，距离我们远到一定程度的星系远离我们的速度有没有可能超过光速
依据现在的观测数据计算，红移大于1.407的天体远离我们的速度就超光速了。
是不是一个星系能被我们看见的理论条件是远离我们的速度还没有超过光速？但是相对论又指出光速相对于各观察者的位置和速度以及二者之间的相对速度无关这个我不太清楚。
也就是说131亿年前这个星系发出我们现在看见的光的时候就已经离我们有131亿光年远了？
不是。应该是我们现在观测的光的发出时刻距现在131亿年，由于宇宙在膨胀当时的距离小于131亿光年。这前有个帖子就这个天体的红移值是8.6，所以当时的距离是现在的9.6分之一。根据我计算这个天体现在的距离为300多亿光年，发光时刻为30多亿光年。
那以后我们就有可能看不到这个星系了么？
我认为是，即未来的某个时刻我们就再也看不到它了。
补充：认真考虑了一下，刚才有点想当然了！应该还能看到。 说明一下，原文的翻译有些问题，“宇宙复兴”准确的说是“再电离”阶段，然后随着宇宙的持续膨胀，现在的星际气体就是稀薄的等离子体。
回复 15# kxjh
麻烦一下，能解释一下你的计算吗，或者说得更详细一些。有些数据我一时没想清。 回复 16# gohomeman1
其实我也不懂。前几年看到一篇文章“宇宙膨胀与宇宙学距离”（刚搜了下还有http://center.shao.ac.cn/tianwu/JC_galaxy/file/distance.doc），里面有个公式，我用EXCEL做了个简陋的积分计算。 回复 15# kxjh
感谢解释，受益非浅
宇宙中时间和速度的问题很神奇，也有太多需要学习的东西
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