本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定代表《大众科学》的观点
哈勃望远镜发现了一个年轻矮星系的宝藏，这些星系正在经历强烈的恒星形成爆发。
矮星系是宇宙中最常见的星系，但直到现在，天文学家观测到的遥远矮星系实例还很少，因为它们体积小且亮度不高。过去，观测遥远的矮星系需要天文学家将望远镜对准非常小的天空区域。但始于 2010 年的 CANDELS 巡天项目，能够以同样的精细程度观测更大片的天空区域。
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由 Arjen van der Wel 领导的 CANDELS 团队在哈勃望远镜广域相机 3 和 高级巡天相机 拍摄的近红外图像中，发现了 69 个遥远的矮星系。该团队在观测被称为大天文台起源深度巡天（GOODS）和 UKIDSS 超深度巡天（英国红外深空巡天的一部分）的两个天空区域时偶然发现了这些年轻星系。他们并非专门寻找这些星系，但一旦他们发现了这些星系不寻常的颜色，就忍不住仔细观察。他们的研究结果发表在12 月 1 日出版的《天体物理学杂志》上。
此视频放大 GOODS 南部深空场，直至其中一些新发现的矮星系。
这些星系比银河系小得多，但正在以惊人的速度产生恒星，在短短 3000 万年内积累了总质量为太阳一亿倍的恒星。这种强烈的活动产生了它们绚丽的色彩。
现在，这些矮星系距离我们 90 亿光年，这意味着我们看到的是它们在 90 亿年前的早期宇宙中的样子。在天文学中，说某物遥远就等于说某物存在于宇宙年轻时期。我们看到遥远物体是它们发出的光到达我们这里时的样子。我们看到 90 亿光年外的物体是它 90 亿年前的样子。这就是为什么光年是谈论天文学时方便的距离单位。
天文学家确实认为早期宇宙中的星系恒星形成速率一定比今天高得多，但即使考虑到这一点，这些矮星系的恒星形成速度仍然很快。
解决这个明显问题的一种方法是说小星系中的恒星形成不是连续的。模拟显示，恒星可能在短时间内爆发式形成。在这些爆发之间，星系会暂停恒星形成。
恒星在气体云坍缩时形成。新生的恒星可能会重新加热气体并将其从星系中吹走。随着时间的推移，气体将冷却并再次坍缩，开始下一次恒星形成爆发。但这些矮星系似乎正在经历比模拟产生的强度更高的爆发。
这种间歇性的恒星形成方法与天文学家在附近的矮星系中观察到的情况不符。有几个矮星系作为卫星星系围绕银河系运行，天文学家已经能够详细观察这些星系中恒星形成的速率。这些巡天似乎表明，恒星形成发生在数十亿年的时间里。
Arjen van der Wel 及其同事得出结论，早期宇宙中这些极其强烈的恒星形成爆发可能提供了我们今天在更成熟的矮星系中看到的大部分恒星。
虽然这个结论也带来了一些自身的问题，但它可能有助于解决另一个问题——一个与神秘物质暗物质有关的问题。模拟显示，暗物质应该聚集在星系的中心，但观测表明，实际上它分布得更加均匀。如果恒星形成爆发期间，星系中心的暗物质被推向边缘，这种差异就可以得到解释。我们已经知道，正常物质确实会以这种方式被推来推去。
最近从报废堆中拯救出来的 詹姆斯·韦伯太空望远镜 将能够观测到更遥远的矮星系——意味着在更早的时间看到它们——并有望提供更多关于它们演化的细节。
视频来源：NASA、ESA 和 G. Bacon (STScI)
参考文献
van der Wel, A., Straughn, A., Rix, H., Finkelstein, S., Koekemoer, A., Weiner, B., Wuyts, S., Bell, E., Faber, S., Trump, J., Koo, D., Ferguson, H., Scarlata, C., Hathi, N., Dunlop, J., Newman, J., Dickinson, M., Jahnke, K., Salmon, B., de Mello, D., Kocevski, D., Lai, K., Grogin, N., Rodney, S., Guo, Y., McGrath, E., Lee, K., Barro, G., Huang, K., Riess, A., Ashby, M., & Willner, S. (2011). CANDELS 中的极端发射线星系：宽带选择、爆发星系的矮星系，z > 1 《天体物理学杂志》，742 (2) DOI：10.1088/0004-637X/742/2/111