一、时间胶囊的开启:132亿年前的“宇宙婴儿”
发现“宇宙婴儿”的过程,像一场跨越时空的“寻宝游戏”。
“os”的“时光滤镜”
团队启动“时间胶囊计划”的初衷,是想通过艾贝尔370的透镜效应,观测宇宙大爆炸后10亿年内的星系形成期(即“宇宙黎明”)。os模型整合了艾贝尔370的质量分布、背景星系红移值、以及宇宙膨胀参数,像给望远镜装了个“时光倒流滤镜”——输入一个遥远星系的坐标,它能模拟出该星系在不同时期的形态。
小宁用AI算法筛选出100个候选星系,它们的红移值z均大于6(对应宇宙年龄小于10亿年),但只有这个“婴儿星系”的光,被艾贝尔370的透镜效应放大了50倍,才勉强能被“巡天”望远镜捕捉到。“它的光太微弱了,”小宁在日志里写,“像宇宙打了个喷嚏,我们刚好接住了那点飞沫。”
“婴儿星系”的“体检报告”
林夏团队用哈勃望远镜的高分辨率镜头给“婴儿星系”做了“全身检查”:
大小:直径1万光年,只有银河系的1/10,像个迷你版的旋涡星系;
恒星:核心有3颗蓝巨星(质量是太阳的20倍),周围散布着50多颗小红矮星,总数不到银河系的万分之一;
气体:氢元素占比99.9%,几乎不含重元素(氧、铁含量仅为银河系的百万分之一),像“宇宙纯牛奶”;
运动:星系自转速度每秒80公里(银河系是220公里),像个刚学走路的孩子,摇摇晃晃。
“这哪是星系?”老陈笑着摇头,“分明是宇宙的‘胚胎’——大爆炸后10亿年,暗物质骨架刚凝聚,氢气在引力下抱团,第一次尝试‘造星星’,结果造出了个‘发育不良’的小不点儿。”
“婴儿”的“成长预言”
更神奇的是os模型的“未来推演”。团队模拟了这个“婴儿星系”在132亿年后的模样:它会不断吞噬周围的氢气,恒星数量增加到1000亿颗,直径扩张到10万光年,最终变成一个类似银河系的旋涡星系。“但现在它被艾贝尔370‘困’住了,”林夏指着模拟动画,“它的光被透镜扭曲成三重像,像被关在宇宙的‘三棱镜监狱’里,我们只能通过碎片想象它的完整模样。”
二、碰撞遗产:50亿年前的“星系团车祸现场”
“时间胶囊”的发现,让林夏团队对艾贝尔370的“过往”产生了更大好奇。他们用弱引力透镜效应扫描星系团外围,竟发现了50亿年前一场“星系团车祸”的遗迹——暗物质骨架上的“骨折”、气体流的“刹车痕”、以及被抛射的“星系碎片”。
“暗物质骨架的骨折”
在艾贝尔370东北方向5亿光年处,团队发现一段宽2亿光年的“断裂带”:暗物质密度比周围低40%,像骨架被撞断后缺失的一块。“这是50亿年前与‘鲸鱼座星系团’碰撞的结果,”老陈指着模拟图解释,“两个星系团像高速行驶的卡车迎头相撞,暗物质骨架像玻璃般碎裂,一部分暗物质被‘撞飞’,成了流浪的‘暗物质碎片’。”
小宁用ALmA射电望远镜追踪到一段“暗物质碎片流”:它由无数暗物质粒子组成,像宇宙的高速公路,以每小时1000公里的速度远离艾贝尔370。“这些碎片可能在宇宙中漂泊100亿年,最终融入其他星系团,”他说,“就像车祸后飞出的零件,被别的车捡走了。”
“气体流的刹车痕”
碰撞不仅撕裂了暗物质骨架,还留下了“气体流的刹车痕”。在断裂带边缘,有一段长达10万光年的高温气体流(温度1000万c),像被急刹车的汽车轮胎在地上磨出的焦痕。“这是两个星系团的气体相撞后‘刹住’的痕迹,”林夏放大图像,气体流中夹杂着铁、镁等重元素的发射线,“碰撞产生的冲击波把气体加热到极致,像宇宙打了个‘喷嚏’,喷出的‘热气’至今还在飘。”
更惊人的是气体流中的“幸存者”。团队发现,这段气体流里藏着一个小星系群,由5个矮椭圆星系组成,它们像“车祸中的乘客”,被冲击波推到这里,靠着残留的气体苟延残喘。“它们的恒星平均年龄只有10亿年,”小宁分析,“可能是碰撞后气体压缩,催生了新的恒星——宇宙的‘车祸’,有时也能‘撞’出生命。”
“被抛射的星系碎片”
最震撼的发现,是一个被“撞飞”的星系——编号为“Ec 370-1”。它在50亿年前的碰撞中被甩出艾贝尔370,如今距离星系团核心10亿光年,像个迷路的孤儿。“它的旋臂被‘扯’成了三截,”林夏用红外眼观测,“核心区还在旋转,外围恒星却沿着碰撞方向飞出去,像蒲公英的种子被风吹散。”
Ec 370-1的光