一种宇宙化石记录可能隐藏在孤儿恒星中

一架新的天文望远镜将会跟踪被甩出星系的恒星，帮助天文学家们了解更多宇宙的历史。

这些被扯离原星系的恒星发出的光将帮助鲁本测量星系演化。（图源：M. Montes (Instituto de Astrofísica de Canarias)；艺术增强：J.Pinto (鲁本天文台)）

天文学家们打算研究独自漫游在空间里的恒星。

即将完工的维拉C.鲁本天文台将会在2025年“开光”，并将研究脱离主星系的恒星，以更好地理解宇宙是如何演化的。

对于这些暗淡的来自星系间恒星的“星际之光”的研究应当揭示一个宇宙“化石记录”，天文学家们说到。由鲁本实施的“时空遗产研究”（LSST）将会是首个探测此类来自数千星系团的光线的天文项目。通过帮助天文学家们更好地理解这些星系团的演化，LSST意图从整体上讲述宇宙的大尺度演化。

“被剥离原星系的恒星最终会聚集在星系团中星系间的空间。这些恒星就像你在用粉笔写字时掉下来的粉末,”梅利亚·蒙蒂，一位加那利岛天文物理研究所的研究员表示。

“通过利用鲁本追踪这些星际粉笔末，我们希望能读懂在星系团黑板上写下的粉笔字，”鲁本/LSST星系科学协会的另一位成员蒙蒂补充道。

·孤儿恒星——鬼魅般的宇宙说书人

当数以亿计乃至千亿记的恒星被引力聚拢成团，如银河系一般的星系就诞生了。有时星系会寻找同伴，此时数百或数千星系又会被引力聚拢成星系团。

这些团状结构代表了宇宙中由引力形成的最大结构，需要数十亿年来形成然后演化。如果这个过程可以被快进并观测，它将展现星系间剧烈的相互作用，导致其中的恒星被甩出星系，并在星系之间成为宇宙孤儿。

如果不按下这个快进键而是代之自然演化，那么受星系相互作用影响的这些恒星便可以充当讲述者，以星系间鬼魅般微光的形式向天文学家们述说这些故事。但这并不是什么伟业，因为这些星系团空隙中的微光比人眼能看到的最精彩的恒星要暗一千倍，这意味着目前的许多望远镜和相机都无法发现它们。

当鲁本在2025年开始LSST项目时，这座位于智利北部帕切翁山的天文台将会用迄今为止最大的数字相机扫描整个南天星空。

即将完工的维拉C.鲁本天文台于2023年10月与落日同框。（图源：RubinObs/NOIRLab/NSF/AURA/H. Stockebrand）

在十年的时间里，鲁本将每隔数晚回到相同的天区，并拍摄数百万张高分辨率的遥远星系团图像。然后科学家们将会对其进行叠加，从而获得一张有史以来最大的超长曝光图像。每一张这样的叠加图像都能揭示比一个单独天文台所能获得的更多的星系团间星光，甚至超过LSST启用之前所有其他天文台和望远镜获取的星系团星光量的总和。

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通过增加观测的星系团数量，可见的星系团间星光将从屈指可数增加到数千。这不仅可以揭示可见物质，如暗弱的孤儿恒星的排列，还将帮助天文学家们推测暗物质的分布。这类物质并不直接与光作用，从而无法被观测到，但它们维持星系不解体的引力作用体现着它们的存在。暗物质占据宇宙中约68%的物质，也因此代表了目前科学家面临的最深的宇宙谜题。

“我们对星系团间星光的了解非常有限。而鲁本的力量就在于它将为我们提供大量可供探索的星系团，”蒙蒂说。“星系团间星光看似微不足道，但它们蕴含了很多信息。它能补足我们现有的知识，并打开我们了解宇宙历史的新视窗。”

BY: Robert Lea

FY: torreya

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