宇宙早期的巨型星系是如何產(chǎn)生的？天文學(xué)家第一次取得了真知灼見的認(rèn)識(shí)，早期星系充滿了能量的集聚，星系的形成彰顯活力四射的過(guò)程，定型的巨大星系含有一個(gè)致密的核體，由數(shù)百萬(wàn)顆恒星構(gòu)成的“核球”發(fā)出了光和熱的巨大能量，新的恒星在核求內(nèi)的迅猛產(chǎn)生宛如勢(shì)如破竹。天文學(xué)家的發(fā)現(xiàn)遵循眼見為實(shí)的觀測(cè)原則，他們使用了NASA的哈勃和斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡、歐洲航天局的赫歇爾太空天文臺(tái)、夏威夷的W.M.凱克天文臺(tái)的觀測(cè)數(shù)據(jù)，天體的壯闊畫面令人嘆為觀止。宇宙嬰兒期的星系離地球的距離十分遙遠(yuǎn)，天文團(tuán)隊(duì)觀測(cè)的時(shí)間軸延伸到了幾乎110億年以前，那時(shí)的宇宙年齡大約為30億年，體積比現(xiàn)在小很多，早期恒星的體積比現(xiàn)在的恒星大很多。

經(jīng)過(guò)仔細(xì)的數(shù)據(jù)分析，天文學(xué)家現(xiàn)在相信，致密性的星系可能演變?yōu)榫扌偷臋E圓星系，先是形成一個(gè)緊密的核球，然后開始了漫長(zhǎng)的由內(nèi)而外的成長(zhǎng)過(guò)程，最后演變?yōu)橛晒爬虾阈墙M成的氣體物質(zhì)不足的橢圓星系?？的腋裰菁~黑文市耶魯大學(xué)的科學(xué)家埃里卡·納爾遜解釋說(shuō)，科學(xué)家看到了以前不曾看到的早期星系形成的過(guò)程。高致密性的核球成長(zhǎng)為巨大的星系。大星系在早期宇宙中并非罕見，它們?cè)谠缙谟钪娴某霈F(xiàn)不只是一些特例。

早期宇宙的體積比現(xiàn)在小很多，或整體結(jié)構(gòu)緊湊得多，今日宇宙已變得十分疏散、空曠，似乎不能創(chuàng)造早期宇宙中致密性的星系核球。納爾遜的科學(xué)團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志發(fā)表了研究成果，緊湊的星系僅為銀河系尺寸的一小部分，這是一個(gè)動(dòng)力場(chǎng)強(qiáng)大的星系，恒星數(shù)量相當(dāng)于銀河系中恒星數(shù)量的兩倍，數(shù)量龐大的恒星擠進(jìn)了一個(gè)直徑為6000光年的狹小空間，而銀河系的直徑大約為10萬(wàn)光年。這個(gè)星系距離遙遠(yuǎn)，幾乎到了看不見的地方，巨大數(shù)量的恒星群被周圍空間的塵埃氣體遮蔽。

這個(gè)星系處在十分極端的環(huán)境，好似中世紀(jì)時(shí)期的一個(gè)“烏煙瘴氣”的大甘堝，“宇宙大甘堝”是打造恒星的利器，大甘堝在煉制的過(guò)程中出現(xiàn)了熱氣騰騰、氣泡狂舞的景象，在氣流翻滾、熱浪奔涌的核球區(qū)，數(shù)量驚人的恒星群體快速誕生。旅行到核球的宇航員可以看到核球區(qū)域的夜晚明亮無(wú)比，氣勢(shì)如虹的年輕恒星伴隨了大量的灰塵、氣體和晚年恒星爆炸后遺留的殘?jiān)槠?，恒星誕生的場(chǎng)面驚心動(dòng)魄，引人入勝，好似上演了一首“宇宙好聲音”的狂想曲。

納爾遜和科學(xué)團(tuán)隊(duì)的成員將這個(gè)星系的核心稱為“閃耀”，核球區(qū)域每年誕生大約300顆恒星，這個(gè)年輕的星系“批量生產(chǎn)”了大量恒星，它是響當(dāng)當(dāng)?shù)母弋a(chǎn)型“恒星工廠”，而我們的銀河系每年僅誕生大約10顆恒星?？茖W(xué)團(tuán)隊(duì)解釋了“恒星工廠”高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的原因，在星系中心形成了“深不可測(cè)”的引力井，“引力井”可能由暗物質(zhì)形成，看不見的暗物質(zhì)建造了星系的“隱形框架”，巨大的引力效應(yīng)使得周圍的氣體物質(zhì)如同“萬(wàn)壑奔流”一般涌入其中，巨大數(shù)量的氣體物質(zhì)在“引力井”擦出了火花，在烈火中誕生的恒星過(guò)程變得洶涌澎湃。

大量恒星掩藏在巨量的氣體和灰塵云之中，直到目前為止，天文學(xué)家?guī)缀蹼y以看到云團(tuán)內(nèi)的緊湊星系，與此同時(shí)，晚年爆炸的恒星產(chǎn)生了巨量的殘存氣體和灰塵，增加了云團(tuán)顆粒物阻擋恒星光的效果。天文學(xué)家在強(qiáng)大的觀測(cè)技術(shù)支持下勉強(qiáng)看見了“閃耀點(diǎn)”或核球，哈勃衛(wèi)星攜帶的寬視場(chǎng)照相機(jī)應(yīng)用了紅外線技術(shù)，在哈勃、斯皮策和赫歇爾望遠(yuǎn)鏡的協(xié)助下，天文團(tuán)隊(duì)成功地揭示了早期宇宙星系成長(zhǎng)的奧秘。

觀測(cè)結(jié)果顯示，這個(gè)星系瘋狂制造恒星的過(guò)程持續(xù)了10億多年，而制造恒星的過(guò)程持續(xù)了更長(zhǎng)時(shí)間，天文團(tuán)隊(duì)相信，這個(gè)核球最終將停止恒星制造的過(guò)程。在核球內(nèi)擠滿了恒星，有些小型的星系沒(méi)有停止成長(zhǎng)的節(jié)奏，它們可能通過(guò)彼此合并融合為一個(gè)更大的星系，在未來(lái)100億年的演變史中，它們擴(kuò)展自己的“地盤”，在更大尺度的規(guī)模上擴(kuò)展為一個(gè)巨大而沉穩(wěn)的橢圓星系。

天文團(tuán)隊(duì)的成員、耶魯大學(xué)的派特·范·多克姆解釋說(shuō)，他們的發(fā)現(xiàn)解決了早期星系如何形成的難題，早期星系的形成已有理論的依據(jù)和觀測(cè)的驗(yàn)證。他們現(xiàn)在設(shè)想了一個(gè)問(wèn)題，這個(gè)星系的成長(zhǎng)模式是否有普遍性？是否適合其它早期宇宙的星系？早期宇宙可能有類似的星系，它們發(fā)射了更弱的星光，處于近紅外線的光譜波段，天文學(xué)家對(duì)這類宇宙早期星系的觀測(cè)會(huì)變得更加困難，只有依賴觀測(cè)技術(shù)的改進(jìn)和提升，未來(lái)的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡將會(huì)代替哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，承擔(dān)未來(lái)的觀測(cè)使命，紅外線望遠(yuǎn)鏡的改進(jìn)和提升將會(huì)帶來(lái)更多的驚喜，發(fā)現(xiàn)更多宇宙的早期星系，這只是一個(gè)時(shí)間的問(wèn)題。

（編譯：2014-9-12）