隨著觀測能力更強(qiáng)大的紅外線太空望遠(yuǎn)鏡的問世，斯皮策和赫歇爾太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了十分遙遠(yuǎn)星系的塵埃特性，從遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光線經(jīng)歷了十分漫長的穿行，從遙遠(yuǎn)的星際空間到達(dá)了地球，漫長旅途花費的時間超過了宇宙年齡的90%，最古老的光線是從宇宙最早期的星系發(fā)出的，最遙遠(yuǎn)的星系幾乎徘徊在宇宙的邊緣。斯皮策和赫歇爾太空望遠(yuǎn)鏡觀測到了極為遙遠(yuǎn)的星系，從遙遠(yuǎn)的星系和塵埃物質(zhì)發(fā)出了十分明亮的紅外光。

遙遠(yuǎn)的星系還能非常明亮，主要的原因是在星系內(nèi)出現(xiàn)了數(shù)量龐大的恒星，聚集的恒星之光照射并加熱了星系內(nèi)外的塵埃物質(zhì)，溫度不斷地上升，激發(fā)了塵埃物質(zhì)的輻射效應(yīng)，向外傳播了強(qiáng)烈的紅外線輻射。天文學(xué)家觀測和研究了2500個遙遠(yuǎn)的星系，它們與地球臨近的本地星系相比呈現(xiàn)了不同的特征，可能是由于塵埃類型和塵埃所處環(huán)境的不同帶來的。鄰近的本地星系距離地球只有數(shù)億光年，它們是地球所在的銀河系的鄰居星系。

可以將臨近的本地星系視為參照的樣板，在本地星系的基礎(chǔ)上觀測和分析遙遠(yuǎn)的星系。數(shù)十年以來，天文學(xué)家一直認(rèn)為，早期的宇宙極其活躍，早期星系有批量制造恒星的強(qiáng)大威力，然而，通過與臨近的本地星系相比較，需要了解一個關(guān)鍵的問題：遙遠(yuǎn)的星系是否出現(xiàn)了足夠的差異？這是否反映了不同的物理變化過程？進(jìn)一步說來，臨近的和遙遠(yuǎn)的星系是否都適用于現(xiàn)有的星系模型？是否有必要調(diào)整和修改現(xiàn)有的星系模型？天文學(xué)家對找到臨近和遙遠(yuǎn)星系的共同點和不同點產(chǎn)生了濃厚興趣。

哈佛-斯密森尼天體物理中心的天文學(xué)家黃厚尚參與了一項合作研究，天文團(tuán)隊分析了從遙遠(yuǎn)星系獲取的觀測數(shù)據(jù)，擬定了遙遠(yuǎn)星系特征的研究課題。功能強(qiáng)大的赫歇爾太空望遠(yuǎn)鏡經(jīng)歷了4年時間的天文觀測，收集了大量從遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的紅外線，赫歇爾望遠(yuǎn)鏡不久前結(jié)束了科學(xué)探測活動，歐航局發(fā)射的赫歇爾衛(wèi)星從此退出了天空舞臺。赫歇爾衛(wèi)星收集了5萬多個星系的觀測數(shù)據(jù)，天文團(tuán)隊從中篩選了2500個星系，除了收集和分析赫歇爾和斯皮策衛(wèi)星拍攝的清晰圖片和收集的數(shù)據(jù)，天文團(tuán)隊還參考了其它探測器收集的紅外線觀測數(shù)據(jù)，以此作為作為參考或輔助資料。

天文團(tuán)隊第一次使用了超大規(guī)模的數(shù)據(jù)樣本，分析和研判了遙遠(yuǎn)星系的特征，擁有2500個遙遠(yuǎn)星系的樣本，大量的數(shù)據(jù)保障了分析結(jié)果的可靠性。篩選的星系樣板不受觀測者參照標(biāo)準(zhǔn)的影響，數(shù)據(jù)樣本分析的結(jié)果令人感到吃驚，天文團(tuán)隊在對遙遠(yuǎn)星系與臨近星系的特性進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)，相對于兩類星系中同等光度的塵埃說來，遙遠(yuǎn)星系的塵埃溫度比臨近星系的塵埃溫度低，這似乎違背了天文物理學(xué)的常識，遙遠(yuǎn)星系誕生在宇宙的早期，它們的塵埃溫度比臨近星系塵埃的溫度高。

通過測量塵埃溫度和其它的物理指標(biāo)，天文團(tuán)隊推測塵埃的特性和所處的環(huán)境在時間進(jìn)程中發(fā)生了變化，但天文學(xué)家目前對星系塵埃的演變方式知道得不多，還不能很好地解釋星系塵埃和周圍環(huán)境的相關(guān)性，塵埃的演變過程和其中的原因有待解釋。塵埃的演變環(huán)境可能與多樣性的星系類型有關(guān)，但天文學(xué)家目前對早期宇宙的多樣態(tài)星系缺乏足夠的觀測和分析。遙遠(yuǎn)星系幾乎是在宇宙大爆炸之后的不久時間就開始形成，目前的宇宙演化模型預(yù)測了最早星系誕生的時間，但實際觀測的星系似乎比宇宙模型預(yù)測的星系誕生時間更早，遙遠(yuǎn)星系的誕生時間毫無懸念地成了天文學(xué)家的興趣所在和探究的課題。

（編譯：2021-6-20）

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