來自死亡星系的「幽靈之光」

哈勃望遠鏡在一個巨大的星系團中，發現了不屬於任何一個星系、在星系之間遊盪的恆星發出的微光（藍色）。這些恆星來自於幾十億年前就被撕扯到不復存在的古老星系。圖片來源：NASA

美國航空航天局（NASA）的哈勃空間望遠鏡，拍到了一些恆星發出的昏暗的「幽靈之光」。這些恆星來自於一些早已死亡的古老星系，後者早在幾十億年前，就在引力相互作用中被撕扯得支離破碎。這些「幽靈」出沒的地方，距離地球40億光年，位於一個由近500個星系構成的巨大星系團中，編號阿貝爾2744，又被昵稱為「潘朵拉星系團」。這些被死亡星系拋撒出來的恆星不再隸屬於其中任何一個星系，而是像遊魂一般自由穿行在這個星系團的各個星系之間。

通過觀測這些遊盪的恆星發出的星光，哈勃的天文學家像法醫一樣拼湊起了證據，表明在長達60億年的演變歷史中，這個星系團中有多達6個星系被撕成了碎片。對星系團中的星系所作的引力動力學計算機模擬表明，這些恆星很可能來自於一些像我們的銀河系一樣龐大的星系。這些可憐的星系在闖入星系團中心時，遇到那裡最為強大的引力潮汐力的撕扯，像太妃糖一樣被拉扯得四分五裂。

天文學家很久以前就推測，在這些星系被肢解之後，拋撒出來的恆星的星光應該能夠被檢測到。然而，按照理論學家的預言，這些「星系團內部」的恆星星光非常微弱，因此極難被分辨出來。

「哈勃的數據揭示出了這些『幽靈之光』，對於理解星系團的演化歷史來說，這是向前邁進的重要步驟。」參與這項研究的科學家之一、西班牙迦納利群島天體物理研究所（IAC）的伊格納西奧·特魯希略（Ignacio Trujillo）說，「我們還發現，利用哈勃獨一無二的能力拍攝到的這些泄露天機的微光，看起來無比美麗動人。」

這項研究的第一作者、同在IAC的米雷婭·蒙特斯（Mireia Montes）補充說，「觀測結果與理論上預言的、大質量星系團內部應該會發生的事情，符合得很好。」

研究團隊估計，近2000億顆流浪恆星發出的星光整合在一起，為這個星系團的總亮度貢獻了大約10%。

由於這些極其昏暗的恆星在近紅外波段最為明亮，研究團隊強調說，此類觀測只能由哈勃空間望遠鏡完成，因為哈勃在紅外波段對於微弱的光亮極為敏感。

哈勃的觀測證明，這些「幽靈」恆星富含氧、碳和氮等重元素。這意味著，這些被驅散的恆星必定第二代或者第三代恆星，因此才會富含那些在宇宙的第一代恆星內部才能融合而成的重元素。旋渦星系，比如天文學家認為已經在幾十億年前被撕碎的那些星系，能夠連續不斷地維持恆星形成過程，從而產生出化學上富含重元素的恆星。

阿貝爾2744星系團，總質量相當於4萬億顆太陽，是「前沿陣地」（Frontier Fields）觀測項目的目標之一。這個雄心勃勃的項目為期3年，聯合哈勃和NASA的其他大型空間望遠鏡之力，對精挑細算出來的一批星系團進行觀測，幫助天文學家探測更為遙遠的宇宙。星系團質量巨大，它們的引力能夠彎曲從中穿過的光線，放大、增亮和扭曲它們背後的天體——這種效應被稱為「引力透鏡」（gravitational lensing）。天文學家利用這一效應，把這些星系團當成一個個巨大的透鏡，用它們來放大更為遙遠的、原本因為太過暗淡而無法被看到的星系。

蒙特斯的團隊卻利用哈勃的觀測數據研究了作為「透鏡」的星系團本身的性質。「前沿陣地」項目還觀測了另外5個星系團，蒙特斯的團隊計劃逐一研究這些星系團，繼續從中尋找詭異的「幽靈之光」。

這項研究最近發表在《天體物理學報》（The Astrophysical Journal）上。（編輯：Steed）

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