北京航天科技夏令营分享人类发现最远外星系

    相信很多孩子都特别向往神秘的宇宙，那么今天北京航天科技夏令营小编就来为大家介绍介绍航天科普知识：人类发现最远外星系。
    我们人类所在的地球和整个银河系相比，就如同沙滩上的一粒沙。而银河系和广袤的宇宙相比，也只是辽阔海洋中的一座岛屿。宇宙中有相当多和银河系一样的独立星系。据估计，到目前为止人类观测到的星系有一千多亿个，它们分散在整个宇宙之中，好像海洋中星罗棋布的岛屿一样，被人们形象的称为“宇宙岛”。它们中有的离我们较近，可以清楚地观测到它们的结构；有的非常遥远，即便用现在最先进的天文望远镜也很难发现它们的踪迹。
    观测和研究河外星系，可以认清宇宙的组成，弄清宇宙的历史，预测宇宙的未来，从而可以更好的了解我们生活的环境。通过观测哈勃红移，我们可以知道恒星和星系与地球之间的距离，以及它们远离我们的速度，这样就可以追溯宇宙的最初状态。众所周知，我们之所以能够看到一个物体，是因为我们的眼睛捕捉到了它本身发射的光或者反射的光，而光是有速度的。在地球上，光几乎是瞬间就被我们接收到了，而在宇宙尺度上，问题就变得复杂了。
    可以说我们仰望星空，看到的是宇宙的历史。举例来说，半人马座的比邻星是除太阳之外距我们最近的恒星，而它发出的光需要4.22年才能到达地球，也就是说我们现在看到的比邻星是它4年前的样子。天文学家估计宇宙的年龄在140亿年左右，如果我们可以观测到更远的星系，那么我们就能够看到宇宙初期的样子，这无疑是个了解宇宙历史最直接的办法。但是观测如此距离的星系不是件容易的事。
    随着人类观测手段的增强，我们对宇宙的观测视野在不断扩大。最先被我们认识的河外星系有大麦哲伦云和小麦哲伦云——在16世纪初由葡萄牙航海家麦哲伦发现，由于距离我们很近，肉眼就能看到它们。M31星云（仙女座大星云）的发现在天文史上有着重要地位，它使人们开始认识到河外星系并开始河外星系的探索和研究。
    到了20世纪20年代，有着“量天尺”之称的造父变星的发现，使人们可以准确的计算河外星系与我们之间的距离，人类对河外星系的认识进一步加深了。到20世纪70年代，人们有了射电望远镜，天文观测的视野更加广阔，可以看到离我们100亿光年远的星系。自太空望远镜——哈勃望远镜上天后，它带给我们许多遥远星系的信息。1998年10月，哈勃望远镜朝着比以前更远的空间和时间望去，发现了有可能存在120亿光年外的星系，这些星系是在宇宙刚诞生后不久形成的。
    20世纪末，科学技术的不断进步，使我们拥有了一种叫“亚毫米共用辐射热测定仪阵列”的新型摄像仪，它使我们能更加深入地搜索遥远的宇宙空间并拍摄下它们的图像。也因此，人类拍下了迄今为止离地球最远的河外星系。
    132亿光年外的河外星系
    探索遥远的河外星系面临最大的问题是很难发现它们发射的光。在每一度的观测范围内，就有千百万颗恒星，在这些恒星发出的光中，暗淡的遥远星系藏匿于其它恒星的光芒中，使发现过程十分困难。而且其光波因宇宙的膨胀被拉长——即“红移”现象——绝大多数光线处于红外光谱。除此之外，最遥远星系所处的时代，宇宙并不是完全透明，充斥着氢雾，进一步增加了观测难度。天文学家观测最遥远的天体，这确实是一种挑战。
    2009年，天文学家通过哈勃望远镜发现了一个距离地球极其遥远的星系，成为当时发现的距离地球最远的星系。从这个星系发出的光需要131亿年的时间才能到达地球，也就是说，这个星系与我们之间的距离为131亿年，我们看到它的样子是131亿年以前的样子——这时宇宙处于形成的初期，只有6亿年左右。该星系被命名为UDFy-38135539，它的发现对研究早期宇宙的状态有非常重要的意义。
    根据大爆炸理论，在宇宙形成的初期，宇宙中充满了氢雾。杜伦大学的马克?斯文班克博士表示，这个古老星系UDFy-38135539发出的光不够强烈，无法清除氢雾的影响，因此其附近一定存在其他星系，在它们的帮助下，UDFy-38135539周围的太空才变成透明态。但是这些星系可能亮度更低，离我们更远，因此更难被我们发现。
    到了2011年初，天文学家又一次利用哈勃望远镜，经过对观测数据的反复分析研究，确认发现了一个更加遥远的星系。这个被命名为UDFj-39546284的星系距地球为132亿光年，在对其光谱特性变化进行分析后，天文学家确定该星系诞生于大爆炸后的4.8亿年后。通过和UDFy-38135539的比较来看，UDFy-38135539的红移量为8.55，而UDFj-39546284的红移量达到了10.3，这也证明了UDFj-39546284距离我们更远。这一发现无疑使我们可以观测到的宇宙历史又向前迈了一大步。UDFj-39546284 成为了至今发现的距离人类最远的星系。
    北京航天科技夏令营提示：哈勃望远镜已经被我们用到极致了。要想发现更远更古老的星系，我们需要借助更加先进的设备。美国航空航天局研制的詹姆斯韦伯太空望远镜即将发射升空，它让天文学家看到了希望——找到更远的星系，了解更年轻的宇宙。
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