星系是我們已知的宇宙中最大的單一結(jié)構(gòu)體，恒星、行星、小行星以及黑洞都包括在其中。但是在2020年早期，天文學(xué)家們觀察到的一個(gè)星系刷新了我們對(duì)宇宙的認(rèn)知。

就像其他所有的天體一樣，各個(gè)星系在大小上有很大的差異。其中有一個(gè)最小的星系叫 Segue 2，它“僅僅”只擁有1000多顆恒星。另一方面，一個(gè)叫 ESO 146-IG 005 的星系是我們銀河系的10倍大?，F(xiàn)今觀測(cè)到直徑最大的星系是 Malin 1，它直徑超過(guò)了50萬(wàn)光年，是我們銀河系的5倍寬。但是科學(xué)家們?nèi)匀粵](méi)有把Malin 1或者ESO 146-IG 005 列為極大星系。在星系的分類(lèi)中，“極大質(zhì)量”還是一個(gè)相當(dāng)新的說(shuō)法。

這個(gè)詞最開(kāi)始是用來(lái)形容比太陽(yáng)質(zhì)量還要大100億倍的黑洞的，因而創(chuàng)造了 “極大質(zhì)量”這個(gè)詞，比“超大質(zhì)量”還要高一個(gè)等級(jí)。畢竟，一個(gè)只有太陽(yáng)質(zhì)量100倍的黑洞和是太陽(yáng)質(zhì)量660億倍的黑洞（被發(fā)現(xiàn)的最大的黑洞）相比，差距還是非常大的。不過(guò)呢，“極大質(zhì)量”作為一個(gè)天體物體的形容詞才剛開(kāi)始被推廣使用。還有一些科學(xué)家始終不愿意把這個(gè)詞用來(lái)形容星系。雖然如此， XMM-2599 星系卻已經(jīng)被認(rèn)為是極大質(zhì)量星系了，它的故事比剛剛說(shuō)的這些更令人驚奇。

“它真的超級(jí)大”。XMM-2599星系是被夏威夷凱克天文臺(tái)的天文學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的。這個(gè)星系離我們大概120億光年的距離。它大到被貼上了”怪物星系”的標(biāo)簽。它的特別之處并不在于它的大小以及現(xiàn)在擁有的恒星數(shù)量，而是它孕育恒星的速度特別快，然后又迅速停止下來(lái)。在它最初的8億年里，XMM-2599孕育了將近3000億顆恒星。相對(duì)比而言，作為擁有相同數(shù)量恒星（樂(lè)觀估計(jì)的話）的銀河系，也是宇宙中最古老的星系之一，孕育這么多恒星需要花135億年的時(shí)間。

因此，在一小部分的時(shí)間里，這個(gè)古老的星系成功創(chuàng)造了許多恒星，就像銀河系在其整個(gè)存在的過(guò)程中創(chuàng)造的恒星一樣。即使在無(wú)窮的太空中，也是令人驚奇的！所以，如果整個(gè)星系是如此的巨大且明亮，為什么我們僅僅只是在了解他呢？當(dāng)然，隨著我們所有不斷前進(jìn)的技術(shù)，我們已經(jīng)在很久之前就揭開(kāi)了這龐大的宇宙嗎？這就是我們幾乎沒(méi)有依靠XMM-2599另一個(gè)不同尋常的方面的原因：它在宇宙甚至20億年前—超過(guò)110億年前就已經(jīng)停止了恒星的誕生。

在幾十億年前這個(gè)星系沒(méi)有產(chǎn)生新的恒星——盡管他的大小和質(zhì)量產(chǎn)生了非常微弱的光。在天文界中，這被描述為“變暗”，這就是為什么我們花費(fèi)了如此長(zhǎng)時(shí)間去發(fā)現(xiàn)它。歸根結(jié)底，這一發(fā)現(xiàn)需要一個(gè)高度專(zhuān)業(yè)化特殊的儀器，這種更吸引人的儀器命名為MOSFIRE。除了別的以外，MOSFIRE或者用于紅外線勘探的多天體攝譜儀可以看見(jiàn)人類(lèi)所熟悉的可見(jiàn)光譜之外。

那么，一個(gè)星系如何“變暗”并且停止誕生新的恒星呢？這不是銀河系還未發(fā)生的事情，它現(xiàn)在仍然正在創(chuàng)造新的恒星。這個(gè)迷目前科學(xué)家還沒(méi)有一個(gè)可靠的回答。對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，“星系變暗”是一個(gè)新的現(xiàn)象，但基本的假設(shè)解釋的是它僅僅是耗盡了燃料。重要的是，XMM-2599沒(méi)有減少任何的質(zhì)量——里面的一切仍然在里面——只是其所有最亮的恒星已經(jīng)滅亡了。最大的恒星經(jīng)常是最亮的，但是他們往往也是有最短的壽命。

也許這是看不見(jiàn)的，超大的實(shí)體曾經(jīng)通過(guò)高于平均數(shù)量的這些類(lèi)型的恒星提供動(dòng)力。相反，像紅矮星這種長(zhǎng)壽的恒星可能仍然存在，因?yàn)樗麄兘?jīng)常在XMM-2599星系參數(shù)范圍內(nèi)存在。然而，以我們特定的角度，這些星系是如此的暗淡以致于他們極其困難被察覺(jué)，所以，這是對(duì)MOSFIRE的贊譽(yù)。這一發(fā)現(xiàn)和“它意味著什么”的解釋才剛剛開(kāi)始形成......但是有一些結(jié)論必須得出。首先，僅僅因?yàn)檫@一星系目前是暗淡的并不意味著它會(huì)永久的黑暗。我們夜空中一些最亮的星系是由于銀河系的碰撞而形成的——同樣銀河系和仙女座計(jì)劃在大約45億年后發(fā)生這樣的經(jīng)歷。
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和所有物質(zhì)一樣，XMM-2599始終在太空中移動(dòng)，所以有一天它也可以吞噬掉另一個(gè)星系，以重新獲得能量并點(diǎn)亮整個(gè)星系。這個(gè)星系太龐大了，以至于如果真的發(fā)生了星系吞并，天文學(xué)家表示它可以在夜空中創(chuàng)造星系之城。在別處，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于當(dāng)前的早期天文學(xué)模型有更深遠(yuǎn)的影響。科學(xué)家們還不明白XMM-2599是怎樣如此迅速地制造如此多的恒星，也不明白它是如何在宇宙剛誕生、一切更小更輕的時(shí)候就獲得如此巨大的質(zhì)量。

一般來(lái)說(shuō)，特別是大星系只能通過(guò)與其他星系合并的方式成為這樣，但是，基于大多數(shù)當(dāng)代關(guān)于宇宙如何運(yùn)行的觀點(diǎn)，這個(gè)星系原本應(yīng)該沒(méi)有足夠的時(shí)間去合并得到它的規(guī)模。并且，看起來(lái)是因?yàn)樗俏覀兯摹昂诎档摹?，它并沒(méi)有在自從它變暗時(shí)起的數(shù)十億年里增長(zhǎng)，所以它是最高程度的令人撓頭的東西。這并不是說(shuō)它摧毀了我們以為我們了解的關(guān)于早期天文學(xué)的一切，而只是改變了它。

我們現(xiàn)在知道這個(gè)古老的星系確實(shí)存在，我們可能會(huì)預(yù)測(cè)到還有其他我們沒(méi)有探測(cè)到但和它一樣的星系。沒(méi)錯(cuò)，這是個(gè)問(wèn)題，但實(shí)際上它只向我們展現(xiàn)了我們已經(jīng)知道的東西，當(dāng)談到宇宙，我們?nèi)匀挥写罅坑写龑W(xué)習(xí)的東西。并且，事實(shí)上，XMMM-2599并不是完全獨(dú)立的。還有其他奇異而不尋常的星系遠(yuǎn)在彼端，其中有一些與它有共同的特征。例如，知名如蜻蜓44的星系形狀像一個(gè)傳統(tǒng)的星系，但是組成它的是暗物質(zhì)而非典型的恒星。與此同時(shí)，還有比如梅西耶82這樣的星系，就像宇宙之初時(shí)XMM-2599那樣，以難以置信的速度產(chǎn)生恒星。

盡管如此，XMM-2599的發(fā)現(xiàn)已再一次打開(kāi)了可能性之門(mén)。因?yàn)椋绻襁@樣巨大的物體可以在數(shù)十億年內(nèi)都不被注意到，那么其他的呢？在可觀測(cè)到的宇宙里的至少1000億個(gè)星系，我們?nèi)匀挥泻芏嘈枰私猓P(guān)于它們的外觀以及它們?cè)鯓舆\(yùn)轉(zhuǎn)......不過(guò)當(dāng)“新發(fā)現(xiàn)”威脅著重寫(xiě)我們以為我們了解的一切時(shí)，總是令人興奮的！

fy：武島正，小王子，OldKid，萌神大人