【正見新聞網2011年11月04日】
據大陸媒體11月4日報導，一個國際天文學家小組近日利用遙遠的短暫伽馬射線暴對遠距離星系的成分結構進行了研究。令人意外的是，在這項利用歐洲南方天文台甚大望遠鏡(VLT)開展的觀測研究工作中，科學家們驚訝地發現存在於早期年輕宇宙中的兩個星系竟然含有比太陽更高的重元素豐度。這兩個星系可能正處於合併過程當中。科學家們懷疑正是這些早期宇宙中處於合併過程中的星系導致了大量新生恆星的出現，並引發了伽馬射線暴。
伽馬射線暴是宇宙中最明亮的爆發。人們最初是在軌道運行的空間探測器針對瞬時伽馬射線的觀測中發現這一現象的。一旦爆發的源位置被鎖定，地面的大型望遠鏡將立即指向進行詳細觀測，在可見光和紅外波段觀測其爆發情況以及持續數小時至數天的餘暉。其中一個這樣的爆發源名為GRB 090323，最初由美國宇航局費米伽馬射線空間望遠鏡發現。隨後美國宇航局在軌運行的“雨燕”伽馬射線探測器立即確定了它的精確方位。接下來，位於智利的MPG/ESO 2.2米望遠鏡加裝GRONG系統設備立即啟動，一天後，歐洲南方天文台甚大望遠鏡也對準目標展開詳細觀測。
甚大望遠鏡的觀測資料顯示這一射線暴的光線已經越過其本身所在的星系以及一個近鄰星系。我們目睹的是這些星系在大約120億年前的情景。這樣遙遠的星系在之前的伽馬射線研究觀測中是很少見到的。
德國馬克斯普朗克研究所的桑德拉·薩瓦格裡歐(Sandra Savaglio)是這一研究論文的第一作者，他說：“當我們對這一伽馬射線暴的光線進行研究時，我們並不知道我們將發現什麼。這些星系的氣體成分中顯示如此特別的化學組成讓我們很訝異。我們注意到這些星系中含有的重元素豐度是我們之前從未在如此遙遠的早期宇宙中見到過的。我們沒有料到當時的宇宙會如此成熟，化學演化竟然會在如此早期的階段達到那樣的程度。”
當伽馬射線暴發出的光線穿過這些遙遠的星系時，星系中的氣體將會吸收掉其中一定波長的光。如果沒有發生伽馬射線暴，我們將永遠不會知道這些星系的存在。通過對我們接收到的光譜進行仔細分析，科學家們能夠獲知這些遙遠星系中所含氣體的化學成分，尤其是它們的重元素豐度情況。
按照傳統觀點，早期宇宙星系中的重元素豐度應當要比今天的宇宙星系，如銀河系，要低。這是因為宇宙中的重元素源自一代代恆星的誕生和消亡，每一代恆星的毀滅都會為宇宙添加重元素含量。事實上天文學家們可以通過光譜測量某一星系中重元素的豐度，從而推算出它的年齡。但是這一次的研究卻顯示有一些星系早在宇宙大爆炸之後大約20億年便已經擁有相當高的重元素豐度了。這樣的觀點對於天文學家們而言，即使是在今天都是不可想像的。
科學家們相信這兩個星系必定正以極高的速度生成恆星並迅速更新換代，這樣便導致其氣體成分中的重元素豐度急速上升。考慮到這兩個星系之間距離很近，它們很可能正處於撞擊合併過程之中，這樣的過程將導致劇烈的恆星新生過程。這一發現同時也從某一角度證明了一個假設，那就是伽馬射線暴似乎是在劇烈的星系合併過程中產生的。
像這種在星系合併過程中發生的劇烈恆星新生現象可能在宇宙早期歷史中便已經逐漸消失了。120億年後的今天，宇宙中已經充斥著黑洞和低溫的矮星，形成了大量我們難以探測到的“死星”，它們數十億年前的光輝生命早已無處尋覓。要想在宇宙中搜尋這類恆星“屍體”就目前的技術條件來看還是非常具有挑戰性的。
薩瓦格裡歐說：“我們很幸運，在GRB 090323還足夠明亮的時候開展了觀測，也因而能夠利用甚大望遠鏡獲取到詳細的光譜數據。伽馬射線暴的亮度僅能保持很短的時間，因此獲得高質量的數據是非常困難的。我們希望在未來能再次對這些星系展開觀測，那時我們已經有了更加敏感的儀器設備，它們將是我們完美的觀測目標。”