低龄星系像蝌蚪

撰文｜肯·克罗斯韦尔（Ken Croswell）

翻译｜钱磊

奇异的蝌蚪星系展现出了银河系年轻时的样子。通过这个星系，天文学家也许可以了解银河系的恒星盘是如何形成的。

与大多数其他星系相比，仙女星系和银河系这样的巨型旋涡星系，往往质量更大，也更加明亮。这是因为它们会吞噬较小的星系，并从周围空间攫取气体。天文学家发现，一种奇异的蝌蚪状星系，可以揭示出银河系的明亮部分——恒星盘是如何形成的。

“蝌蚪星系”在20世纪90年代被首次发现。它们有一个明亮的大“脑袋”，那里面有大量闪亮的恒星；它们还拖着一条暗弱的长“尾巴”。大部分蝌蚪星系距离我们有数十亿光年，这意味着它们非常年轻。但对天文学家来说，想要研究这么遥远的星系，难度很大。

因此，西班牙加那利群岛天体物理学研究所的豪尔赫·桑切斯·阿尔梅达（Jorge Sánchez Almeida）和同事，把目光投向了7个罕见的蝌蚪星系。它们离我们比较近，与地球的距离都小于6亿光年。天文学家发现大多数蝌蚪星系像旋涡星系一样都在旋转。

天文学家还发现一个奇特的现象。在银河系中，氧元素充满了大部分中心区域。这里十分明亮，有很多恒星。在这些区域中，大质量恒星制造氧元素并在爆炸时将其释放。但是蝌蚪星系则相反：它们明亮头部中的氧元素，比暗弱尾部中的更少。“这非常奇怪。”桑切斯·阿尔梅达说。

天文学家借助古老的星际气体，解释了这一令人惊奇的发现，相关研究结果发表在2013年4月10日的《天体物理学杂志》上。宇宙大爆炸以来，星际气体几乎没有发生过变化。它们处于一种原始的状态，所含的元素比氧元素轻得多。按照天文学家的解释，大量这种含氧元素很少的气体进入一个初生星系盘后，形成了明亮的新恒星。这些恒星照亮了蝌蚪星系的头部，但是它们几乎不含氧元素。

如果这个想法是对的，这种奇异的星系就是名副其实的“蝌蚪”了——它们和蝌蚪一样，都是正在长大的新个体。

“银河系可能也经历过这个过程。”研究团队成员、国际商业机器公司研究院（IBM研究院）的布鲁斯·埃尔梅格林（Bruce Elmegreen）说。他认为蝌蚪星系向我们展示了这样的图景：数十亿年前，巨大的旋涡星系从蝌蚪星系周围聚集气体，形成旋转的恒星盘，并最终成长为银河系这样的超级星系。