宇宙還在製造新的星系嗎?

編譯/李寓心

誕生於136億年前的古老銀河系,在韋伯太空望遠鏡的觀測下,發現早期宇宙中的第一批星,然而宇宙如今還會誕生新的星系嗎?「星系」是恆星、氣體和暗物質的大型集合,樣貌也會因成分而不同,所以易於辨認。一個典型星系的直徑,大約是10萬光年,星系之間的距離,則大約是100萬光年,有時還會透過合併或聚集在星系團內,產生更大的星系團。

星系是恆星、氣體和暗物質的大型集合,樣貌也會因成分而不同,所以易於辨認,會在星團內合併或聚集在一起。
星系是恆星、氣體和暗物質的大型集合,樣貌也會因成分而不同,所以易於辨認,會在星團內合併或聚集在一起。(圖 / 取自SPACE)

若追溯到宇宙大爆炸(Big Bang)的第一秒,起初只有暗物質可以進入星系,一旦暗物質團變得夠大,就會吸引周圍的普通物質。因此,隨著普通物質聚集,經歷壓縮和分裂等過程,使第一批星系的恆星誕生,接著繼續與周圍的星系合併,消耗更多氣體,成長至今日人類觀測到的完整星系。所以在許多方面的結果來看,至今仍沒有新的星系出現,因為初始聚集的暗物質已經結束,僅發生在古老宇宙中,未來不會再發生,在當今宇宙中,也沒有更多的原星系和氣體雲。

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透過恆星數量來推測

雖然以定義星系的方式來看,現在並沒有出現新的星系。但若以第一批恆星的形成來推測,就會發現星系的誕生,尤其在現代宇宙中仍是一個持續進行的過程。近年來,天文學家對恆星質量函數的測量,建立更詳細的內容,有如一項基本的「人口普查」,可繪製出宇宙不同時期的每個星系中,有多少質量以恆星的形式存在。天文學家藉由對整個宇宙的星系,進行採樣新調查,發現恆星質量函數正在全面上升,意味著現在的小星系、中型星系和大星系,比數十億年前更多。

宇宙膨脹可能影響星系成長

然而,如今暗能量的影響正在使宇宙加速膨脹,天文學家也尚未發現是什麼驅動暗能量,僅能知道暗能量正在擴散,對宇宙其他部分造成影響。物質越來越難以聚集在一起,形成新的星系,推動恆星的持續形成。事實上,恆星形成的高峰期,已經在數十億年前過去了。雖然新星系繼續發光,但出現的速度正在減慢,導致每年出現的新星系越來越少。

資料來源:SPACE

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