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哈勃望遠鏡發現了一個年輕矮星系的寶藏，這些星系正在經歷強烈的恆星形成爆發。
矮星系是宇宙中最常見的星系，但直到現在，天文學家觀測到的遙遠矮星系例項還很少，因為它們體積小且亮度不高。過去，觀測遙遠的矮星系需要天文學家將望遠鏡對準非常小的天空區域。但始於 2010 年的 CANDELS 巡天專案，能夠以同樣的精細程度觀測更大片的天空區域。
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由 Arjen van der Wel 領導的 CANDELS 團隊在哈勃望遠鏡廣域相機 3 和 高階巡天相機 拍攝的近紅外影像中，發現了 69 個遙遠的矮星系。該團隊在觀測被稱為大天文臺起源深度巡天（GOODS）和 UKIDSS 超深度巡天（英國紅外深空巡天的一部分）的兩個天空區域時偶然發現了這些年輕星系。他們並非專門尋找這些星系，但一旦他們發現了這些星系不尋常的顏色，就忍不住仔細觀察。他們的研究結果發表在12 月 1 日出版的《天體物理學雜誌》上。
此影片放大 GOODS 南部深空場，直至其中一些新發現的矮星系。
這些星系比銀河系小得多，但正在以驚人的速度產生恆星，在短短 3000 萬年內積累了總質量為太陽一億倍的恆星。這種強烈的活動產生了它們絢麗的色彩。
現在，這些矮星系距離我們 90 億光年，這意味著我們看到的是它們在 90 億年前的早期宇宙中的樣子。在天文學中，說某物遙遠就等於說某物存在於宇宙年輕時期。我們看到遙遠物體是它們發出的光到達我們這裡時的樣子。我們看到 90 億光年外的物體是它 90 億年前的樣子。這就是為什麼光年是談論天文學時方便的距離單位。
天文學家確實認為早期宇宙中的星系恆星形成速率一定比今天高得多，但即使考慮到這一點，這些矮星系的恆星形成速度仍然很快。
解決這個明顯問題的一種方法是說小星系中的恆星形成不是連續的。模擬顯示，恆星可能在短時間內爆發式形成。在這些爆發之間，星系會暫停恆星形成。
恆星在氣體雲坍縮時形成。新生的恆星可能會重新加熱氣體並將其從星系中吹走。隨著時間的推移，氣體將冷卻並再次坍縮，開始下一次恆星形成爆發。但這些矮星系似乎正在經歷比模擬產生的強度更高的爆發。
這種間歇性的恆星形成方法與天文學家在附近的矮星系中觀察到的情況不符。有幾個矮星系作為衛星星系圍繞銀河系執行，天文學家已經能夠詳細觀察這些星系中恆星形成的速率。這些巡天似乎表明，恆星形成發生在數十億年的時間裡。
Arjen van der Wel 及其同事得出結論，早期宇宙中這些極其強烈的恆星形成爆發可能提供了我們今天在更成熟的矮星系中看到的大部分恆星。
雖然這個結論也帶來了一些自身的問題，但它可能有助於解決另一個問題——一個與神秘物質暗物質有關的問題。模擬顯示，暗物質應該聚集在星系的中心，但觀測表明，實際上它分佈得更加均勻。如果恆星形成爆發期間，星系中心的暗物質被推向邊緣，這種差異就可以得到解釋。我們已經知道，正常物質確實會以這種方式被推來推去。
最近從報廢堆中拯救出來的 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 將能夠觀測到更遙遠的矮星系——意味著在更早的時間看到它們——並有望提供更多關於它們演化的細節。
影片來源：NASA、ESA 和 G. Bacon (STScI)
參考文獻
van der Wel, A., Straughn, A., Rix, H., Finkelstein, S., Koekemoer, A., Weiner, B., Wuyts, S., Bell, E., Faber, S., Trump, J., Koo, D., Ferguson, H., Scarlata, C., Hathi, N., Dunlop, J., Newman, J., Dickinson, M., Jahnke, K., Salmon, B., de Mello, D., Kocevski, D., Lai, K., Grogin, N., Rodney, S., Guo, Y., McGrath, E., Lee, K., Barro, G., Huang, K., Riess, A., Ashby, M., & Willner, S. (2011). CANDELS 中的極端發射線星系：寬頻選擇、爆發星系的矮星系，z > 1 《天體物理學雜誌》，742 (2) DOI：10.1088/0004-637X/742/2/111