天文学家再度发现天体物理学中的神话存在，证实宇宙已知的第二个超古老星系“G09 83808”成形于大爆炸后 10 亿年内，提供科学家对早期宇宙更独特的见解。美国研究团队表示，想观测到大爆炸 10 亿年内的宇宙天体，除了仰赖强大的望远镜，爱因斯坦在广义相对论中叙述的“重力透镜效应”也功不可没。
据研究，“G09 83808”星系一年可以形成约 380 颗恒星，一开始，该星系先被赫雪尔太空望远镜（Herschel space telescope）观察到，但由于拍摄成像过于模糊不清，天文学家需要获得更多有用资讯，因此把数据转传给大型毫米波望远镜（LMT）小组，一个在毫米波段下口径最大且最灵敏的单一天线电波望远镜。
大型毫米波望远镜位于墨西哥，可以克服观测时视野被星际尘埃遮挡的问题，并能获得更多关于恒星形成的知识。该望远镜也适合观测温度较低、主要释放毫米波热辐射波长的太阳系微行星和行星，以及太阳系外的原行星盘，也有人建议利用该望远镜观测宇宙微波背景辐射和活动星系核的波动。
▲ 大型毫米波望远镜。（Source：By Luyten (Own work) [GFDL or CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons）
想在宇宙大爆炸后 10 亿年内观察到诸如“G09 83808”的物体并不简单，因为它们被庞大浓厚的尘埃云包围，可能躲过哈伯太空望远镜的搜查，必须在可见光和红外线波长下观察最清楚。
来自美国马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究团队表示，毫米波段中，最常见和容易检测到的谱线是一氧化碳（CO），大型毫米波望远镜便设计用来追踪一氧化碳，而为了确认“G09 83808”的红移谱线，团队还与哈佛─史密松天体物理中心合作，额外利用位于夏威夷的次毫米波阵列望远镜（SMA）进行三角测量，以创建更详细的图像。
此外，重力透镜效应（gravitational lensing）也在研究过程发功。当背景光源发出的光经过重力场（比如星系、星系团及黑洞）附近时，光线会像通过透镜一样发生弯曲，研究人员说，这种现象会让遥远的光线在穿过中间的重力场后“放大”，使天文学家更好观察，比如这次的“G09 83808”星系，观测到的光线比实际还要亮 10 倍，这代表星系和地球之间有一个巨大星系，通过重力透镜效应放大了“G09 83808”星系。研究已发表在《自然天文》期刊。
▲ 重力透镜效应模拟。（Source：By Urbane Legend (optimised for web use by Alain r) (en:Image:BlackHole_Lensing_2.gif) [GFDL or CC-BY-SA-3.0], via Wikimedia Commons）
科学家希望能发现越来越多古老星系，但每当星系年龄越接近大爆炸时间点，它们发出的光线就越灰暗，随着观测距离增加，寻找难度也会大幅提升，延迟到 2019 年发射的詹姆斯‧韦伯太空望远镜将有能力观测到 134 亿光年以外、诞生于宇宙大爆炸 3 亿年之后的星系。
另外，一个由澳洲斯威本理工大学和澳洲国立大学领导的国际天文团队，在这几日也借助重力透镜效应，发现迄今已知最古老的螺旋星系（spiral galaxy）“A1689B11”，距离地球 110 亿光年，但它老归老，“生产功能”却不含糊，还在用比银河系快 20 倍的速度形成恒星。这个研究团队表示，螺旋星系在早期宇宙非常罕见，研究可以帮助科学家了解螺旋星系如何从混乱归于宁静，就像我们的银河系。研究已发表在《天体物理学》杂志。
- Using Powerful New Telescope, Astronomers Confirm Observing One of the Oldest Objects in the Universe
- Most ancient spiral galaxy
（首图来源：pixabay）
