12種神奇的宇宙現(xiàn)象

瑪努埃爾·塞拉

1.遙遠(yuǎn)的能量大炮——ULAS J1120+0641類星體

ULAS J1120+0641是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最遠(yuǎn)且最明亮的類星體，距離我們大約129億光年，也就是說，它是在宇宙大爆炸后的8億年形成的。

之所以稱它為“能量大炮”，是因?yàn)樗纫话愕暮阈且翑?shù)億倍，它的輻射功率也達(dá)到了一個(gè)驚人的數(shù)量級(jí)，大約為10兆，是太陽的60萬億倍。而其他一般的星系，整個(gè)星系的輻射功率都達(dá)不到這個(gè)量。據(jù)科學(xué)家推斷，這顆星體的輻射功率由一個(gè)質(zhì)量巨大的黑洞推動(dòng)，其質(zhì)量是太陽的20億倍。

發(fā)現(xiàn)這顆類星體的過程也相當(dāng)艱難，歐洲的天文學(xué)家用英國皇家紅外波段天文望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了五年，先后共觀測(cè)2000萬個(gè)天體后，才發(fā)現(xiàn)了它。對(duì)此，英國倫敦帝國學(xué)院的天體物理學(xué)家丹尼爾·莫洛克表示：“天文觀測(cè)是一項(xiàng)非常漫長(zhǎng)而枯燥的工作，宇宙中有數(shù)不盡的天體，要在其中找到一顆特殊而有意義的天體，簡(jiǎn)直比在沙中取金還要難，而且極考驗(yàn)研究人員的耐心和運(yùn)氣?！?p>

2.不是只有大行星才有光環(huán)——女凱龍星

不久前，人們還以為只有像土星、木星、天王星和海王星這些比地球還大的行星才有光環(huán)。然而，在2014年，巴西的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆帶光環(huán)的小行星——女凱龍星，它的直徑只有250公里，是月球的1/14，但仍有兩條光環(huán)。天文學(xué)家推測(cè)，這些光環(huán)可能是天體碰撞的遺跡，如果真是如此的話，這就會(huì)給“衛(wèi)星是由更細(xì)碎的物質(zhì)碰撞聚集而成”這一觀點(diǎn)提供依據(jù)。

參與這一發(fā)現(xiàn)的巴西國家天文臺(tái)科學(xué)家雷內(nèi)·杜福德表示：“我們當(dāng)時(shí)并不是為了要尋找光環(huán)，因?yàn)槲覀兏緵]想到像女凱龍星這么小的天體也能擁有光環(huán)，所以這個(gè)發(fā)現(xiàn)，以及我們看到的關(guān)于女凱龍星的大量細(xì)節(jié)，完全是意外的驚喜。”

3.衰老的紅色巨星——U ANTLIAE

2017年9月，智利的ALMA射電望遠(yuǎn)鏡捕捉到了一個(gè)令人震驚的美麗畫面：一顆處于生命周期末端的紅色巨星U ANTLIAE，正被自身所排出的物質(zhì)包圍著。據(jù)科學(xué)家推斷，太陽在50到60億年后可能也會(huì)經(jīng)歷類似階段。

U ANTLIAE被發(fā)現(xiàn)于上世紀(jì)80年代末，它是一顆超巨星，在大約2700年前，它經(jīng)歷了一段時(shí)期的快速質(zhì)量損失，形成了一個(gè)非常薄的球形殼體，殼體主要由含有碳和氫元素的化合物組成。根據(jù)研究人員的說法，對(duì)于像U ANTLIAE這樣處在生命周期末端的星體的研究，有助于解開在早期宇宙中星系是如何演化的謎題。

4.大胖子——銀河系中的超級(jí)星系團(tuán)

宇宙中存在很多星系，距離較近的星系之間存在很強(qiáng)的引力作用，由此會(huì)形成星系群，甚至星系團(tuán)。ACT-CLJ0102-4915是目前發(fā)現(xiàn)的最大的宇宙早期星系團(tuán)，它的質(zhì)量是太陽的3000萬億倍，所以天文學(xué)家們給這個(gè)巨大的星系起名為“El Gordo”，是西班牙語中“大胖子”的意思。

根據(jù)NASA公布的研究顯示，“大胖子”星系團(tuán)是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大、最熱、最亮的X射線星系團(tuán)之一。它距離我們超過72億光年，這意味著我們現(xiàn)在看到的“大胖子”，是它在72億年前的樣子?？茖W(xué)家推斷，“大胖子”是由兩個(gè)星系團(tuán)碰撞而成，它們的碰撞速度可能達(dá)到每小時(shí)數(shù)百萬公里。但這類星系團(tuán)的具體形成方式仍然未知，因?yàn)檫@取決于暗物質(zhì)和暗能量。

5.星際空間的雪茄——OUMUAMUA

2017年10月，位于夏威夷的泛星1號(hào)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到一個(gè)讓天文學(xué)家們感到困惑的景象：一個(gè)雪茄狀的天體正在以極高的速度向著太陽飛去，并且即將進(jìn)入太陽系行星軌道中。

在緊急磋商后，天文學(xué)家們首先排除了該天體會(huì)對(duì)地球造成威脅的可能性，但是對(duì)于這個(gè)神秘的天體究竟是何物，天文學(xué)家們還沒有定論，于是他們就給這個(gè)天體起名為“OUMUAMUA”，在夏威夷當(dāng)?shù)卣Z言中表示“來自遠(yuǎn)方的訪客”。

OUMUAMUA出現(xiàn)后，全球各地的天文機(jī)構(gòu)立即啟動(dòng)了緊急預(yù)案，動(dòng)用了幾乎所有設(shè)備對(duì)其觀測(cè)。初步的觀測(cè)表明，OUMUAMUA外表呈雪茄狀，長(zhǎng)約400米，寬約40米，飛行速度極快，約為每小時(shí)31.5萬公里。天文學(xué)家確認(rèn)，OUMUAMUA是人類首次發(fā)現(xiàn)的太陽系外小行星，也就是說，它來自于遙遠(yuǎn)的宇宙空間，只是暫時(shí)路過太陽系而已，而且未來也不會(huì)第二次來到太陽系。

6.宇宙中的吞食者——黑洞

黑洞是宇宙空間內(nèi)存在的一種密度無限大、體積無限小的天體，所有的物理定律遇到黑洞都會(huì)失效。黑洞和中子星是最讓天體物理學(xué)家感到困惑的研究對(duì)象，因?yàn)楹诙礋o法直接觀測(cè)，只能借由間接方式得知其存在與質(zhì)量，通過觀測(cè)它對(duì)其他事物的影響，才能獲取黑洞存在的信息。

2019年4月，視界望遠(yuǎn)鏡公布了首張黑洞視界圖像，黑洞視界是光無法逃脫黑洞巨大引力的區(qū)域。這個(gè)巨大的黑洞，位于橢圓星系M87的中心，距離地球約5500萬光年，質(zhì)量是太陽的65億倍，直徑幾乎是冥王星軌道的兩倍，在它的核心區(qū)域存在著一個(gè)陰影，周圍圍繞著圓形光環(huán)。據(jù)天文學(xué)家推測(cè)，這個(gè)黑洞是由一個(gè)星系附近的幾個(gè)黑洞合并之后誕生的。

7.俯瞰四個(gè)日出和日落——PH1行星

2012年10月，兩個(gè)業(yè)余天文愛好者發(fā)現(xiàn)了一顆與眾不同的行星，在這個(gè)行星所在的系統(tǒng)中，居然有四顆恒星在互相繞轉(zhuǎn)。業(yè)余天文愛好者發(fā)現(xiàn)這顆行星后，專業(yè)天文學(xué)家證實(shí)了它的存在。

這一“四體”系統(tǒng)位于天鵝座，距離地球約5000光年，其中的這顆行星叫做PH1，是一個(gè)氣態(tài)行星，它本身在圍繞一個(gè)雙星系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)，而同時(shí)，還有另一個(gè)雙星系統(tǒng)在繞著這個(gè)雙星系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)。

PH1的大小約是地球的6.2倍，它圍繞兩顆恒星公轉(zhuǎn)一周需要138天，其中一顆恒星的體積是太陽的1.5倍，另一顆是太陽的0.41倍，另外兩顆恒星在距離這兩顆恒星大約1500億公里的軌道上運(yùn)行。如果PH1上有生物的話，那么它們可以看到天空中有四個(gè)太陽在循環(huán)升起和落下。

8.宇宙中的閃電——GRB 090423

在2009年4月23日，NASA的“雨燕”觀測(cè)衛(wèi)星捕捉到了一次長(zhǎng)達(dá)十秒的長(zhǎng)伽瑪射線暴發(fā)，猶如在宇宙中劃過的一道閃電。天文學(xué)家將該伽瑪暴命名為“GRB 090423”，并用架設(shè)在夏威夷島上的紅外望遠(yuǎn)鏡以及雙子星北座望遠(yuǎn)鏡，對(duì)該伽瑪暴的紅外線余輝進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，GRB 090423距離地球大約130億光年，該爆炸釋放的能量比太陽整個(gè)生命期釋放能量的100倍還要多。

GRB 090423的紅移值大約為8.2，比此前發(fā)現(xiàn)的所有伽瑪暴的距離都要遠(yuǎn)，這也意味著，這顆已經(jīng)死亡的恒星是迄今為止天文學(xué)家觀測(cè)到的最古老、最遙遠(yuǎn)的天體。據(jù)《自然》雜志介紹，該伽瑪暴大約發(fā)生在宇宙大爆炸后的6.3億年，只不過它的光線直到2009年才到達(dá)了地球。

9.神秘的流浪星球——CFBDSIR 2149-0403

“流浪行星”是指不繞任何恒星公轉(zhuǎn)的行星，它們之所以流浪，或是因?yàn)槭艿狡渌行堑忍祗w的引力影響，而被拋出原本繞著公轉(zhuǎn)的行星系統(tǒng)，或是因?yàn)樵谛行窍到y(tǒng)形成期間被彈射出原來的行星，以至于流浪在星系和宇宙之中。

2011年，科學(xué)家通過重力微透鏡首次證明了星際行星的存在。2012年，加拿大蒙特利爾大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆神秘的流浪行星，并將其命名為“CFBDSIR 2149-0403”，這是科學(xué)家第一次找到真實(shí)存在的“流浪行星”。

CFBDSIR 2149-0403距離地球100多光年，質(zhì)量是木星的七倍，表面溫度有近400攝氏度。科學(xué)家們利用世界上最先進(jìn)的天文設(shè)備對(duì)其進(jìn)行了光譜分析，遺憾的是，他們?nèi)匀粵]有確定這顆行星的身份。據(jù)他們推斷，這顆流浪行星的來源有兩種可能：一是質(zhì)量為木星2～13倍的氣態(tài)巨行星，年齡還不到5億年;二是質(zhì)量為木星2～40倍的褐矮星，且金屬度較高，年齡約為20～30億年。褐矮星是一種失敗的恒星，是因質(zhì)量太小而無法在核心點(diǎn)燃聚變反應(yīng)的氣態(tài)天體，雖然它的體型通常要比一般的氣態(tài)巨行星大，但二者之間的差別不是很明顯，這也是CFBDSIR 2149-0403身份成疑的原因所在。

10.太陽系中最可能出現(xiàn)生命的星球——泰坦星

雖然目前在太陽系還沒有發(fā)現(xiàn)智慧生命存在的跡象，但科學(xué)家們從未停止過尋找地外生命的腳步。首先，氣態(tài)行星存在生命的可能性很小，因?yàn)槠渚嚯x太陽太遠(yuǎn)，又特別龐大，導(dǎo)致生命很難孕育生存。而在類地行星中，科學(xué)家對(duì)水星和金星進(jìn)行了多次探測(cè)，幾乎已否定了生命的存在，火星車在火星上工作了十幾年，目前也還未發(fā)現(xiàn)有生命跡象。

于是，科學(xué)家們將目光投向了這些行星的衛(wèi)星上。在太陽系，八大行星的衛(wèi)星就有近200個(gè)，而且許多衛(wèi)星上都有水資源、大氣和海洋，這些都被認(rèn)為是生命存在的重要條件。其中，“泰坦星”是經(jīng)科學(xué)家篩選后，被認(rèn)為最有可能存在生命的星球。

泰坦星又俗稱“土衛(wèi)六”，是土星最大的衛(wèi)星。它是太陽系中唯一擁有濃密大氣層的衛(wèi)星，也是除地球外太陽系唯一表面有液態(tài)物質(zhì)的星球。泰坦星的大氣中有95%是氮?dú)猓?%是甲烷和微量的其他氣體，它是太陽系中除地球外唯一富含氮?dú)獾男乔颉Ｌ┨剐堑牡叵逻€存在著液態(tài)海洋，蘊(yùn)含的水總量是地球的幾十倍?？茖W(xué)家認(rèn)為，泰坦星這種奇特的環(huán)境與早期的地球很相近，即使現(xiàn)在沒有生命，也有可能在十幾億年后孕育出生命，成為第二個(gè)地球。

11.鉆石星球——水瓶座一顆古老的白矮星

2014年，來自美國威斯康星大學(xué)的天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一顆古老的恒星化石，因?yàn)樗厦娴奶冀Y(jié)晶和鉆石成分相似，所以媒體在報(bào)道中將它稱作“鉆石星球”。

這顆鉆石星球位于水瓶座，距離地球約900光年，是迄今為止科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)的年齡最老、也最為暗淡的白矮星。其表面溫度非常低，以至于它上面的碳都結(jié)晶了，形成了這樣一顆和地球差不多大小的鉆石星球。參與這一發(fā)現(xiàn)的威斯康星大學(xué)教授戴維·卡普蘭表示：“這真是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上它就一直在那里，只是它太暗了，所以讓天文學(xué)者們很難找?！?/p>

白矮星是一顆質(zhì)量與太陽接近的恒星死亡后留下的超高密度的內(nèi)核殘骸，其大小與地球相仿，主要物質(zhì)成分是碳和氧。白矮星會(huì)在死亡后的數(shù)十億年里逐漸冷卻、變暗，比如上面發(fā)現(xiàn)的這顆鉆石星球，其年齡可能有110億年，幾乎與銀河系相當(dāng)。

12.比太陽系還古老——Trappist-1星系

《天體物理學(xué)》雜志上刊登的一篇最新研究顯示，科學(xué)家們推算Trappist-1星系比太陽系更古老。這項(xiàng)研究由美國加州大學(xué)的天文學(xué)家和NASA外行星探索計(jì)劃項(xiàng)目的科學(xué)家共同參與，他們通過測(cè)算Trappist-1圍繞星系中心的運(yùn)行速度、磁場(chǎng)活動(dòng)、密度、吸收線、表明重力、金屬性，推測(cè)出Trappist-1的年齡介于5.4～98億年之間，大約是太陽系的兩倍。

Trappist-1星系距離地球只有40光年，由7顆與地球大小相當(dāng)?shù)男行菄@著一顆紅矮星組成。其中，有三顆衛(wèi)星被科學(xué)家認(rèn)為有可能適宜生命居住?？茖W(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，Trappist-1中有兩顆行星的軌道足夠接近，它們可以相互產(chǎn)生強(qiáng)大的潮汐，這不僅可以為火山活動(dòng)提供燃料，還可以幫助維持大氣，并將熱量傳遞到其他寒冷的行星，這讓智慧生命存在的可能性變得更高。

[譯自西班牙《真有趣》]

編輯：劉婷