科学家发现从来见过的最小星系：“它就像只有一粒米大小有一个完美的功能的人类一样”

By Robert Lea

 published 1 hour ago

The Universe

 “我们认为它们基本上都将被油炸，因为整个宇宙变成了一桶沸腾的油” 。

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新发现的星系仙女座XXXV被看到在白色椭圆内。(Image credit: CFHT/MegaCam/PAndAS (Principal investigator: Alan McConnachie; Image processing: Marcos Arias))

天文学家已经发现了一组位于距离我们约300万光年远的微小星系，包括从来见过的最小、最暗的星系。

这个被命名为仙女座XXXV的星系和它的同胞环绕我们的邻居星系仙女座，可能改变我们关于宇宙如何演变。

这是因为如此小的矮星系应该已经被在早期宇宙的更热、更密条件中摧毁。然而不知怎的这个微小的星系没有被油炸幸存。

研究小组成员、密歇根大学教授埃里克·贝尔在一份声明中说，“这些是功能的星系，但它们约是银河系大小的百万分之一。这就像只有一粒米大小有一个完美功能的人一样” 。

见见仙女座XXXV

矮星系本身对科学家不是什么新鲜事。我们自己的银河系被数十个抓在它的更巨大的星系内的这些卫星星系环绕。

然而对科学家们有大量关于矮星系不知道的。这是因为由于更小它们比主要星系远更暗，这使得它们难被发现，更难在远距离研究。

虽然天文学家已经能够确定在围绕银河系轨道中的许多矮星系，但识别围绕我们明亮的星系邻居的矮星系一直是难以置信困难的。这意味着银河系的矮星系一直是我们关于小卫星星系的唯一信息来源。

这项任务对围绕银河系最近的主要星系仙女座有点不那么挑战的。以前围绕仙女座其他矮星系已经被发现，但这些矮星系一直是大又亮的，从而简单证实天文学家已经收集到的关于围绕银河系矮星系的信息。

显示仙女座星系及其卫星的映射。新发现的仙女座XXXV伴星系以粗体红色文字突出。 (Image credit: M. Arias et al. Astrophys. J. Lett. (2025))

为发现这些改变范式的更小和更暗矮星系，团队负责人、密歇根大学的天文学家马科斯·阿里亚斯和他的同事们搜索了各种大规模的天文数据集。该团队还能够获得用哈勃太空望远镜来帮助他们的搜索的时间。

这揭示仙女座XXXV不仅是一个卫星星系，而且它还小到足以改变星系如何演变的理论。

贝尔说，“这真的令人惊讶。这是你发现的周围最微弱的东西，因此它只是一种整洁的系统。但它也以很多方式出乎意料的” 。

一个宇宙谋杀之谜

星系演化的一个关键方面是它们的恒星形成期持续多久。这似乎是银河系的矮星系和仙女座更小卫星星系之间的主要区别。

阿里亚斯解释说，“大多数银河系卫星都有非常古老的恒星群。它们大约在100亿年前停止形成恒星。我们正在看到的是仙女座星系中的类似卫星能在几十亿年前——大约60亿年前——形成恒星” 。

恒星的形成需要一个稳定的气体和尘埃供应来坍塌和诞生恒星体。当这种气体消失时恒星形成停止，星系“死亡”。这样贝尔描述围绕这些小星系的情况为一个“谋杀之谜”。恒星形成当矮星系的气体供应靠它们自己耗尽时结束的还是在这些气体被一个大型星系宿主引力上剥离时结束的呢？

在银河系的案例中，出现恒星形成气体靠它自己耗尽了；然而，对围绕仙女座的更小星系出现它们被母星系“杀死”了。

贝尔说，“这有点暗，但它们要么坠落要么被推了？这些星系出现已经被推了。有了这些，我们已经从它们学到了一些关于星系形成的定性的新东西” 。

仙女座XXXV不仅是仙女座星系中已知最暗、最小的卫星星系，而且距离我们约300万光年，使它很难被发现。插图中的椭圆显示这个伴星系的发现地方。. (Image credit: CFHT/MegaCam/Principal investigator: Alan W. McConnachie; Image Processing: Marcos Arias)

甚至更令人好奇的是被仙女座XXXV体验的延长的恒星形成期。为了解为什么有必要旅行回到第一个星系诞生的时间中。

为什么仙女座XXXV不是一个“深油炸的”星系？

宇宙最早纪元被难以置信炎热和稠密的条件标志。这个由大爆炸开始的暴胀时期继续了，宇宙分散并冷却。这允许第一批氢原子成形，诞生第一批恒星，第一批恒星聚集在第一批星系中。

这些恒星和星系炸出能量，就像第一个吃食的黑洞再加热宇宙一样。这标志着非常小的星系的死亡，科学家们理论化这种加热 “煮掉”了在这样恒星群中恒星形成的气体。

然而，无论如何仙女座XXXV幸存了！

显示当第一批星系形成时宇宙的时间线。(Image credit: NASA, ESA, and A. Feild (STScI))

贝尔说，“我们认为它们基本上都会被油炸，因为整个宇宙变成了一桶沸腾的油。我们认为它会完全失去它的气体，但显然这没有发生，因为这东西的质量大约是2万个太阳质量，而它在另外几十亿年只是一直在很好形成恒星” 。

仙女座XXXV刚好如何抵抗油炸仍然是一个秘密。

贝尔说，“我没有答案，宇宙真的加热起来也仍然真的；我们只是正在了解比我们想的更复杂的后果” 。

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美国宇航局和其他太空机构正在计划发现进一步围绕其他大型星系的更多矮星系的使命并帮助解开这个谜团。但这个解决方案将打开会像仙女座XXXV的发现一样的新问题。

阿里亚斯说，“按星系形成、演化和结构在我们能逆向工程宇宙的历史和了解我们到我们今天在的地方之前我们还有很多要发现的东西，甚至关于离我们近的有如此多我们仍然需要学习的东西” 。

该团队的研究于周二（3月11日）发表在 The Astrophysical Journal Letters.