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一架新的天文望遠(yuǎn)鏡將會(huì)跟蹤被甩出星系的恒星，幫助天文學(xué)家們了解更多宇宙的歷史。

這些被扯離原星系的恒星發(fā)出的光將幫助魯本測(cè)量星系演化。（圖源：M. Montes (Instituto de Astrofísica de Canarias)；藝術(shù)增強(qiáng)：J.Pinto (魯本天文臺(tái))）

天文學(xué)家們打算研究獨(dú)自漫游在空間里的恒星。

即將完工的維拉C.魯本天文臺(tái)將會(huì)在2025年“開(kāi)光”，并將研究脫離主星系的恒星，以更好地理解宇宙是如何演化的。

對(duì)于這些暗淡的來(lái)自星系間恒星的“星際之光”的研究應(yīng)當(dāng)揭示一個(gè)宇宙“化石記錄”，天文學(xué)家們說(shuō)到。由魯本實(shí)施的“時(shí)空遺產(chǎn)研究”（LSST）將會(huì)是首個(gè)探測(cè)此類來(lái)自數(shù)千星系團(tuán)的光線的天文項(xiàng)目。通過(guò)幫助天文學(xué)家們更好地理解這些星系團(tuán)的演化，LSST意圖從整體上講述宇宙的大尺度演化。

“被剝離原星系的恒星最終會(huì)聚集在星系團(tuán)中星系間的空間。這些恒星就像你在用粉筆寫(xiě)字時(shí)掉下來(lái)的粉末,”梅利亞·蒙蒂，一位加那利島天文物理研究所的研究員表示。

“通過(guò)利用魯本追蹤這些星際粉筆末，我們希望能讀懂在星系團(tuán)黑板上寫(xiě)下的粉筆字，”魯本/LSST星系科學(xué)協(xié)會(huì)的另一位成員蒙蒂補(bǔ)充道。

·孤兒恒星——鬼魅般的宇宙說(shuō)書(shū)人

當(dāng)數(shù)以億計(jì)乃至千億記的恒星被引力聚攏成團(tuán)，如銀河系一般的星系就誕生了。有時(shí)星系會(huì)尋找同伴，此時(shí)數(shù)百或數(shù)千星系又會(huì)被引力聚攏成星系團(tuán)。

這些團(tuán)狀結(jié)構(gòu)代表了宇宙中由引力形成的最大結(jié)構(gòu)，需要數(shù)十億年來(lái)形成然后演化。如果這個(gè)過(guò)程可以被快進(jìn)并觀測(cè)，它將展現(xiàn)星系間劇烈的相互作用，導(dǎo)致其中的恒星被甩出星系，并在星系之間成為宇宙孤兒。

如果不按下這個(gè)快進(jìn)鍵而是代之自然演化，那么受星系相互作用影響的這些恒星便可以充當(dāng)講述者，以星系間鬼魅般微光的形式向天文學(xué)家們述說(shuō)這些故事。但這并不是什么偉業(yè)，因?yàn)檫@些星系團(tuán)空隙中的微光比人眼能看到的最精彩的恒星要暗一千倍，這意味著目前的許多望遠(yuǎn)鏡和相機(jī)都無(wú)法發(fā)現(xiàn)它們。

當(dāng)魯本在2025年開(kāi)始LSST項(xiàng)目時(shí)，這座位于智利北部帕切翁山的天文臺(tái)將會(huì)用迄今為止最大的數(shù)字相機(jī)掃描整個(gè)南天星空。

即將完工的維拉C.魯本天文臺(tái)于2023年10月與落日同框。（圖源：RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/H. Stockebrand）

在十年的時(shí)間里，魯本將每隔數(shù)晚回到相同的天區(qū)，并拍攝數(shù)百萬(wàn)張高分辨率的遙遠(yuǎn)星系團(tuán)圖像。然后科學(xué)家們將會(huì)對(duì)其進(jìn)行疊加，從而獲得一張有史以來(lái)最大的超長(zhǎng)曝光圖像。每一張這樣的疊加圖像都能揭示比一個(gè)單獨(dú)天文臺(tái)所能獲得的更多的星系團(tuán)間星光，甚至超過(guò)LSST啟用之前所有其他天文臺(tái)和望遠(yuǎn)鏡獲取的星系團(tuán)星光量的總和。

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通過(guò)增加觀測(cè)的星系團(tuán)數(shù)量，可見(jiàn)的星系團(tuán)間星光將從屈指可數(shù)增加到數(shù)千。這不僅可以揭示可見(jiàn)物質(zhì)，如暗弱的孤兒恒星的排列，還將幫助天文學(xué)家們推測(cè)暗物質(zhì)的分布。這類物質(zhì)并不直接與光作用，從而無(wú)法被觀測(cè)到，但它們維持星系不解體的引力作用體現(xiàn)著它們的存在。暗物質(zhì)占據(jù)宇宙中約68%的物質(zhì)，也因此代表了目前科學(xué)家面臨的最深的宇宙謎題。

“我們對(duì)星系團(tuán)間星光的了解非常有限。而魯本的力量就在于它將為我們提供大量可供探索的星系團(tuán)，”蒙蒂說(shuō)?！靶窍祱F(tuán)間星光看似微不足道，但它們蘊(yùn)含了很多信息。它能補(bǔ)足我們現(xiàn)有的知識(shí)，并打開(kāi)我們了解宇宙歷史的新視窗。”

BY: Robert Lea

FY: torreya

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