寻找星系摇篮

已经打开的手电筒

但光有理论还不够，要证明这些理论，尚需找到原星系实物。难点也正在此处。首 先，它们太远，距我们约有百亿光年，因为上述事件发生在百亿年前宇宙形成早期。其次，它们微不足道，单个质量只有银河系质量的百分之一。再次，这是群“暗 星系”：恒星匮乏导致它们不发光。没有光，那天文学家要怎样才能找到它们呢？

当你进入一个没有照明的地窖时会做什么？你少不得会拿出手电 筒照一照。天体物理学家做了相同的事情，当然是以他们的方式。他们并不是要在地球上打开“手电筒”去照亮宇宙深处的某个角落，而是在距离我们百亿光年的地 方寻找现成的、已经打开的“手电筒”，借助它们观察周边是否有原星系存在。别笑，他们还真就找到了！

他们找到的“ 手电筒”是一个编号HE 0109-3518的类星体，位于玉夫座（仅在南半球可见）。类星体或许是宇宙中最明亮的一类天体，可比一个星系中所有恒星的总和还亮上千倍。它们的光芒 射向四面八方，顺便为天文学家照亮了附近的暗星系。不过确切地说，它们并未直接照亮暗星系。即便有照明，氢气还是不可见，如同许多气体，它是透明的。事实 上，真正暴露暗星系的是荧光现象。在夜总会的紫外线灯下，白色服装会发光（ 前文提到过，灵感来自夜总会的照明），同样，在太空中，类星体产生的能量迫使氢原子释放紫外线，甚大望远镜（VeryLarge Telescope） ——世界上最强大的望远镜之一，建于智利安第斯山脉——就成功截获了HE0109-3518的杰作。

要知道，科学家还从未在如此遥远的地 方成功观测到暗星系，而HE0109-3518一下便“点亮”了12个！这些星系释放的大量紫外线使得研究人员甚至可以给它们“称重”，因为氢原子越多， 紫外辐射也就越强。由此得知它们的平均质量为银河系的百分之一，只能被归入“轻量级”行列。研究人员还估算出了那里的气体浓度，结论是氢气浓度较低，难以 产生大量恒星。这几个特征与理论模型的预言完全吻合，研究人员这才确信自己观测到的就是原星系。

神秘的暗物质

对 于天体物理学家而言，这的确是一项了不起的成就，但算不上是彻底的惊喜，因为他们之前在银河系周边就已经找到过10来个原星系。坎塔卢波和他的团队仅仅证 明，原星系自宇宙诞生伊始便已存在，在随后的岁月中，它们并未全部合并，个别原星系始终没有遇到合并的对象，于是我们今天仍然能观测到它们。不过，这里又 出现了另一个难解之谜。事实上，根据计算机模拟的结果，应该有更多矮星系独自围绕大星系旋转，它们的数量至少过千才对！然而在银河系周边，科学家实际观测 到的矮星系才10个出头，出入也未免太大，还有990多个到哪去了呢？或许有一种解释，但更加不可思议：宇宙诞生伊始，组成这些星系的不仅仅是气体，还有 一种 “暗” 物质！说它“暗”，是因为它既不发光，也不产生任何其他类型的辐射，与常规物质接触也不会有反应，冲击、爆炸、热量释放⋯⋯什么都没有。总之，这是一种完 全未知的物质。研究人员之所以假设其存在，是因为它拥有质量⋯⋯对于这一点，研究人员十分确信。因为迄今进行的所有测量都显示，星系的质量总是高于构成它 们的可见物质（恒星、行星、气体等）的质量总和，天体物理学家因此才假设了暗物质，以解释这些多出的质量。

研究人员认为，可能随着银河系中恒星的形成,刮起强劲的粒子风，吹散了附近矮星系里的氢气，只留下暗物质。上千个原星系就这样变成暗星系，始终在那里，却彻底不可见！对它们的观测成为天体物理学面临的最大挑战之一，是一个尚待书写的篇章。