在其他星系影响范围之外的罕见超微弱矮星系显示了恒星形成在很久以前被扼杀的证据。研究人员利用DESI Legacy Imaging Surveys和双子座南望远镜的数据，对螺旋星系NGC 300附近的三个超微弱矮星系进行了研究。 他们发现这些星系只包含非常古老的恒星，从而证实了这样一种理论，即早期的宇宙事件破坏了最小星系中恒星的形成，从而阻止了它们的进一步生长。

天文学家利用 DESI Legacy Imaging Surveys 和双子座南望远镜的数据研究了三个超微弱矮星系。 这些星系位于螺旋星系NGC 300附近，存在于太空的一个偏远区域，远离较大天体的环境影响。 值得注意的是，它们只包含非常古老的恒星，这为早期宇宙事件停止了最小星系恒星形成的理论提供了支持。

孤立矮星系的发现

超微弱矮星系是宇宙中已知的最微弱的星系。 它们通常只容纳几百到一千颗恒星，与银河系中的数千亿颗恒星形成鲜明对比。 由于这些星系体积小、亮度低，它们往往不被人注意，而是混杂在亮度更高的天体背景中。 因此，大多数超暗淡矮星系的发现都发生在银河系附近，因为那里更容易观测到它们。

然而，研究这些附近的矮星系是一项挑战。 银河系的引力和热日冕会带走它们的气体，改变它们的自然发展。 与此同时，位于更远处的超暗矮星系会变得非常分散，以至于天文学家和传统的探测方法都很难识别它们。 因此，发现不受这些影响的孤立的超暗淡矮星系，对于了解它们的真实性质特别有价值。

这就是为什么亚利桑那大学天文学家大卫-桑德（David Sand）需要进行人工肉眼搜索，才能发现位于螺旋星系NGC 300和玉夫座方向的三个微弱和超微弱矮星系。桑德回忆说："那是在大流行病期间。我一边看电视，一边滚动浏览DESI遗留勘测浏览器，重点关注那些我知道以前没有搜索过的天空区域。 就这样随意搜索了几个小时，然后它们就突然出现了。"

观测进展和理论启示

桑德揭示的图像是为DECam遗产巡天（DECaLS）拍摄的，DECaLS是被称为DESI遗产成像巡天的三项公开巡天之一，[1]联合成像了14000平方度的天空，为正在进行的暗能量光谱仪（DESI）巡天提供目标。 DECals是使用美国能源部制造的5.7亿像素暗能量相机（DECam）进行的，该相机安装在智利Cerro Tololo美洲天文台（CTIO）的美国国家科学基金会（NSF）Víctor M. Blanco 4米望远镜上，是美国国家科学基金会NOIRLab的一个项目。

论文中提到的玉夫座星系是在不受银河系或其他大型结构影响的原始、孤立环境中发现的首批超微弱矮星系之一。 为了进一步研究这些星系，桑德和他的团队使用了双子座南望远镜，该望远镜是国际双子座天文台的一半，由美国国家科学基金会提供部分资助，并由美国国家科学基金会 NOIRLab 负责运行。 他们的研究成果发表在《天体物理学杂志通讯》上的一篇论文中，并在马里兰州国家港市举行的美国科学院第245次会议的新闻发布会上进行了介绍。

玉夫座A

恒星鬼城： 了解超微弱矮星系

双子座南的双子座多目标摄谱仪（GMOS）捕捉到了这三个星系的精美细节。 对这些数据的分析表明，它们似乎没有气体，只含有非常古老的恒星，这表明它们的恒星形成在很久以前就被扼杀了。 这支持了现有的理论，即超微弱矮星系是恒星"鬼城"，恒星的形成在宇宙早期就被切断了。

这正是天文学家对这种微小天体的预期。 气体是凝聚和点燃新恒星聚变所需的关键原材料。 但是，超微弱矮星系的引力太小，无法抓住这种至关重要的原料，当它们受到所处的动态宇宙的冲击时，就很容易失去这种原料。

玉夫座B

但是玉夫座远离任何较大的星系，这意味着它们的气体不可能被巨大的邻居移走。 另一种解释是，在宇宙大爆炸后不久，高能紫外线光子充斥着整个宇宙，有可能沸腾掉最小星系中的气体。 另一种可能是，矮星系中的一些最早的恒星经历了高能超新星爆炸，以每小时3500万公里（约2000万英里）的速度喷射出抛射物，并从内部把气体挤出自己的宿主。

130 多亿年前，在重离子时代，宇宙是一个非常不同的地方。 星系之间的气体在很大程度上对高能光不透明，因此很难观测到年轻的星系。 是什么让宇宙变得完全电离，或者说完全透明，最终导致在今天的大部分宇宙中检测到的"清晰"状态？ 图片来源：NASA、ESA 和 J. Kang（STScI）

如果是再电离造成的，那么这些星系将为研究早期宇宙打开一扇窗。桑德解释说："我们不知道这种再电离效应有多强或有多均匀。这可能是由于再电离是零散的，并不是在所有地方都同时发生。 我们已经发现了三个这样的星系，但这还不够。 如果我们有数百个这样的星系就更好了。 如果我们知道有多少部分受到了再电离的影响，那将会告诉我们一些关于早期宇宙的信息，而这些信息是很难用其他方法探测到的。"

玉夫座C

"国家科学基金会国际双子座天文台项目主任马丁-斯蒂尔（Martin Still）说："再电离纪元有可能将当今所有星系的结构与宇宙学尺度上最早的结构形成联系起来。DESI遗产巡天和双子座的详细后续观测使科学家们能够进行法医考古，以了解宇宙的本质以及它是如何演化到目前的状态的"。

为了加快寻找更多的超微弱矮星系，桑德和他的团队正在利用玉夫座星系来训练一个名为人工智能的系统神经网络，以识别更多的矮星系。 我们希望这一工具能够自动化并加速发现，从而提供更广泛的数据集，让天文学家能够从中得出更有力的结论。

注释 1.

DESI遗留成像巡天数据通过美国国家科学基金会NOIRLab社区科学和数据中心（CSDC）的Astro数据实验室提供给天文学界。

编译自/ScitechDaily