DDO 68，真的是年輕星系嗎？

06-22

天文學家通過深入極遙遠的宇宙，以回溯儘可能早的宇宙。這張美國宇航局（NASA）和歐洲空間局（ESA）合作的哈勃太空望遠鏡拍攝的新圖像，是矮星系DDO 68，另一個編號是UGC 5340，但它可能是個例外。乍一看，這個由氣體和恆星組成的鄰近星系，是個年輕的剛形成的星系，真的是這樣嗎？

哈勃ACS拍攝的DDO 68，大圖：23.6MB，版權：NASA，ESA。

本圖由哈勃高級巡天相機（ACS）拍攝，偽彩配色如下：606納米（nm）的橙光通道，藍；814nm的近紅外光，橙；658nm的氫發射線（H-α），紅。因為恰好位於一個星系團的前方，圖像中疊加了大量的遠方星系。天文學家已經研究星系演化數十年，逐步提高了我們對星系在宇宙歷史中如何演變的知識。這個過程中，哈勃望遠鏡發揮了很大的作用——天文學家能夠看到遙遠得多的宇宙，因此也能比過去多回溯幾十億年，達到極早期的宇宙，遠遠超過此前其他望遠鏡所能提供的。看到極遙遠處，從而觀測到越來越早期、年輕的星系是非常重要的，但此過程中並非全無問題。那些新形成的星系都離我們極遠，因此在圖像中又小又暗。而在本地宇宙空間（一般指數億光年內的宇宙，譯註），看起來所有的星系都已老化。因此，哈勃拍攝的這個DDO 68星系，似乎是鄰近宇宙中新誕生星系的最佳候選者。該星系離我們僅約3900萬光年（DDO 68的紅移為520km/s，但如此近的星系理應考慮星系的自行，不能只通過紅移計算距離，譯註），雖然該距離看起來好像很大（作為對比，著名的M31才250萬光年，M81才1200萬光年，譯註），但它僅為通常的同類星系距離的1/50，此類原始星系普遍在幾十億光年外。通過研究各種不同年齡的星系樣本，天文學家認識到年輕星系與老年星系存在根本的區別。從結構、外觀、組成等各方面看，DDO 68都像個年輕星系。不過，在了解更多的細節前，天文學家還不敢確定它就像看起來的那麼年輕。早期星系由於與其他星系的碰撞、合併而膨大，並包含各個年齡段的恆星——年輕的大質量恆星（它們很短命）、相對年老的小質量恆星等，它們的化學成分也各異。新生星系的化學元素就是宙大爆炸產生的原始物質，基本就是氫氦，還有少量的鋰，其他重元素極少；而老年星系因為多代恆星的持續製造，有豐富得多的重元素。

DDO 68所在星空的廣域大圖，大圖：106MB，版權：NASA，ESA；DSS2。特別感謝：大衛·馬丁。

DDO 68貌似迄今為止本地宇宙中原始星系的最佳代表，因為它的重元素含量極低——意味著恆星世代很少，健在的都是第一、二代恆星。哈勃太空望遠鏡被用於研究星系的光度分布，並確認其中是否存在老年恆星。假如發現了疑似老年恆星，就能反駁DDO 68全部由年輕恆星組成的假設；假如沒發現，該星系就是當前的特例。當然在我們確認之前，還需要更多的複雜模型進行計算。不過，哈勃圖像已經為我們呈現了星系的美麗圖像（最後還是沒確認是否屬於原始星系，譯註）。