人类发现的最远外星系

与整个银河系相比，我们人类所在的地球就像沙滩上的一粒沙子。与浩瀚的宇宙相比，银河系只是浩瀚海洋中的一个岛屿。宇宙中有相当多像银河系一样的独立星系。据估计，到目前为止，人类已经观测到了超过1000亿个星系。它们散布在整个宇宙中，就像散布在海洋中的岛屿一样，被人们称为“宇宙岛屿”。它们中的一些离我们很近，它们的结构可以被清楚地观察到。有些距离很远，即使有最先进的天文望远镜，也很难找到它们的踪迹。观察和研究银河系外的星系可以清楚地了解宇宙的组成，弄清宇宙的历史，预测宇宙的未来，从而更好地了解我们生活的环境。通过观察哈勃红移，我们可以知道恒星、星系和地球之间的距离，以及它们离我们的速度，这样我们就可以追溯到宇宙的初始状态。众所周知，我们之所以能看到一个物体，是因为我们的眼睛能捕捉到自身发出或反射的光，而且光有速度。在地球上，光几乎是瞬间被我们接收到的，但是在宇宙尺度上，这个问题变得复杂了。可以说，我们仰望星空，看到宇宙的历史。例如，半人马座比邻星是除了太阳以外离我们最近的恒星，它的光到达地球需要4.22年，这意味着我们现在看到的半人马座比邻星和四年前一样。天文学家估计宇宙的年龄约为140亿年。如果我们能进一步观察星系，那么我们就能看到宇宙开始时的样子。这无疑是理解宇宙历史最直接的方式。但是在这个距离观察星系并不容易。随着人类观察方法的提高，我们对宇宙的视野正在扩大。我们知道的第一个银河系外星系是大麦哲伦云和小麦哲伦云——由葡萄牙航海家麦哲伦在16世纪早期发现。由于它们离我们很近，所以肉眼可以看到。M31星云(仙女座星云)的发现在天文学史上扮演着重要的角色。它使人们开始认识银河系外的星系，开始探索和研究银河系外的星系。到了20世纪20年代，造父变星(被称为“天堂的统治者”)的发现，使人们能够精确计算银河系外系统和我们之间的距离，并进一步加深了人类对银河系外系统的理解。到了20世纪70年代，随着射电望远镜的出现，人们对天文观测有了更广阔的视野，可以看到100亿光年以外的星系。自从哈勃太空望远镜问世后，它给我们带来了许多关于遥远星系的信息。1998年10月，哈勃望远镜比以前更深入地观察了空间和时间，发现了可能存在于120亿光年之外的星系。这些星系是在宇宙诞生后不久形成的。20世纪末，随着科学技术的不断进步，我们有了一种新型的照相机，称为“亚毫米级普通测辐射热计阵列”，它使我们能够更深入地搜索遥远的空间并拍摄它们的照片。结果，人类拍摄了远离地球的星系。132亿光年之外，遥远星系面临的最大问题是很难找到它们发出的光。每个观测范围都有数百万颗恒星。在这些恒星发出的光线中，昏暗的遥远星系隐藏在其他恒星的光线中，使得发现过程非常困难。此外，由于宇宙的膨胀，它的光波被拉长了——“红移”现象——而且绝大多数光是在红外光谱中。此外，最远的星系处于宇宙不完全透明且充满氢雾的时代，这进一步增加了观测的难度。天文学家观察最远的天体，这确实是一个挑战。2009年，天文学家通过哈勃望远镜发现了一个离地球非常远的星系，成为当时发现的离地球最远的星系。来自这个星系的光需要131亿年才能到达地球，也就是说，这个星系和我们之间的距离是131亿年，我们把它看作是131亿年前的样子——那时宇宙处于形成的初始阶段，大约只有6亿年前。这个星系被命名为UDFy-38135539，它的发现对研究早期宇宙的状态具有重要意义。根据大爆炸理论，在宇宙的早期，宇宙充满了氢雾。达勒姆大学的马克？Svebank博士说，古星系UDFy-38135539发出的光强度不足以消除氢雾的影响，所以附近一定还有其他星系。在他们的帮助下，UDFy-38135539周围的空间变得透明。但是这些星系可能不太明亮，离我们更远，所以我们更难找到它们。2011年初，天文学家再次使用哈勃望远镜，通过对观测数据的反复分析和研究，确认发现了一个更遥远的星系。名为UDFj-39546284的星系距离地球132亿光年。在分析了其光谱特征的变化后，天文学家确定该星系诞生于大爆炸后4.8亿年。与UDFy-38135539相比，UDFy-38135539的红移为8.55，而UDFj-39546284的红移为10.3，这也证明了UDFj-39546284离我们更远。这一发现无疑在我们可以观察到的宇宙历史上又向前迈进了一大步。UDFj-39546284已经成为人类发现的最远的星系。天文学家认为哈勃望远镜已经被充分利用。为了发现更遥远更古老的星系，我们需要更先进的设备。美国宇航局开发的詹姆斯·韦伯太空望远镜即将发射。这给了天文学家发现更多星系和理解年轻宇宙的希望。