欧洲赫歇尔空间天文台发布年轻星系“肖像” _欧洲

（）据凤凰科技（编译/青柠）：《每日科学》网站报道，欧洲赫歇尔（Herschel）空间天文台发布了遥远宇宙空间中的两颗年轻星系的“肖像”，使我们有机会深刻探究它们的内部动态。令人有些意外的是，这两颗星系形成于大爆炸后的几十亿年，但它们的旋转规则有序，似乎已经完成了云团积累过程。
一般来讲，当星系形成的时候，它们会依靠引力吸收大量的外部气体云团来积累质量。气体云团进入星系后，会陷入杂乱无章的轨道。这些无序的路径会在宿主星系引发“湍流（turbulence）”，从而驱动恒星的形成。
亚利桑那州立大学的两位研究学者詹姆斯?罗兹（James Rhoads）和萨吉塔?马尔霍特拉（Sangeeta Malhotra）在合作研究S0901和克?。╰he Clone）这两个年轻星系，并希望借此揭开星系形成的内部条件。这两个星系与地球的距离都超过了100亿光年。所以，它们呈现给我们的形态是它们相对年轻时的样子。罗兹称：“这个项目旨在研究这些星系中气体云团的物理状况。我们希望了解它们是否和我们附近的星系有相似之处，以及它们的物理状态有没有什么不同之处。”
纵观宇宙历史，本文的这两个星系是比较具有代表性的。就现在的宇宙规模而言，可以算是“中等个头” 。这意味着，它们的规模只有银河系的10%-20% ，
研究距离地球这么远的星系通常困难重重，因为它们一般无法发射出足够耀眼的光线来供科学家研究。但在这个项目中，研究人员得到了有“宇宙放大镜”之称的引力透镜的帮助。两个星系都位于星系团之间，这些星系团的引力扭曲了空间。爱因斯坦的广义相对论将这种扭曲现象形象地描述为“透镜” 。虽然目标星系的图像被扭曲，但星系的光线却同时被放大，进入了赫歇尔天文仪器的捕获范围。
研究人员使用远红外外差仪器(Heterodyne Instrument（Heterodyne Instrument for the Far-Infrared，HIFI) 研究了离子化碳元素发射的158毫米波长（1900GHz频率）红外光谱。这一频谱是环绕在恒星形成区域的星云产生的。HIFI显示，这个频谱被扩大成了一个双峰值，使得气体云团的运动与特定模型实现了吻合。
研究人员首先研究了星系的旋转，然后是气体云团中的湍流。结果令他们有些意外， S0901星系表现得很好——没有湍流，旋转有序，更像现在的大型星系。
罗兹提到：“通常来讲，天文学家研究这些诞生于宇宙早期的星系，发现湍流在它们当中所起的作用要远大于在现代星系中。但S0901是个例外，而Clone又是另外一种模式。”
Clone也以有序的模式旋转。但是，因为发射的光线要暗淡一些，收集到的关于它的数据并不理想。如果按照传统思考方式，这些数据或许更符合湍流模型。
马尔霍特拉承认他们所进行的研究只是初步的，他谈到：“100亿年前，星系中的星球要比现在更加活跃。它们通常也会出现更多的湍流，或许是因为它们积累气体的过程要快于现代星系。但在这里， Clone兼具了两个特征，即现代星系的‘平静’旋转方式和同类星系的活跃的恒星形成过程。从这当中获得的第一信息是这些星系已经完成了气体积累过程。但也有可能，湍流在驱动恒星形成的过程中不是必须的。但这不是我们的最终结论，我们需要进行更多样本采集。”
【欧洲赫歇尔空间天文台发布年轻星系“肖像”】后续取样工作不会由赫歇尔完成。根据测算，液态氦冷却将使HIFI和赫歇尔的其他仪器在2013年4月提前到达工作寿命。研究人员希望使用部署在智利地基66无线电盘阵列——阿塔卡马大型毫米/亚毫米级阵列（ALMA）来完成接下来的工作。