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淬灭超弥散宇宙岛:一种罕见矮宇宙岛的起源被确定

宇宙 2026-05-07 菜科探索 +
简介:淬灭超弥散宇宙岛:一种罕见矮宇宙岛的起源被确定

【菜科解读】

矮宇宙岛是一种质量微小、光度暗弱的宇宙岛。

我们所在的银河系有2000亿到4000亿颗太阳,而矮宇宙岛的太阳数量只有一亿到数十亿。

矮宇宙岛中有一种超弥散宇宙岛 ultra-diffuse galaxies,简称UDG。

超弥散宇宙岛的太阳非常分散,虽然它的太阳数量比银河系小10到100倍,但其大小与银河系相似。

其太阳如此分散,以至于其表面亮度极低,是已知表面亮度最低的宇宙岛。

目前,已知的大多数超弥散宇宙岛都隐藏在更大、更璀璨的宇宙岛团中。

近日,研究者利用模拟探测了淬灭的超弥散宇宙岛。

淬灭是指已经停止了太阳形成。

结果发现,淬灭的超弥散宇宙岛并不在宇宙岛团中,而是孤立地位于宇宙中安静、几乎是空的区域。

这种孤立与此前关于猝灭超弥散宇宙岛形成的预测背道而驰。

淬灭超弥散宇宙岛的形成及其在宇宙中的位置相关研究公布在国际知名学术期刊《自然-天文学》,论文标题为《Quiescent ultra-diffuse galaxies in the field originating from backsplash orbits》,通讯作者为阿根廷理论和实验天文学研究所的研究生José Benavides。

Benavides 对澎湃新闻 记者表示,矮宇宙岛是宇宙中的重要种群。

而超弥散宇宙岛是矮宇宙岛中非常特殊的一种,其起源尚未确定。

最近,在低密度环境中报道了淬灭 红色超弥散宇宙岛,具有双重神奇和趣味!

淬灭超弥散宇宙岛较为罕见。

此前,天文学家预测,位于星团内的超弥散宇宙岛应该是淬灭的。

理由是这些超弥散宇宙岛可能被其他宇宙岛包围,其他宇宙岛基本上会擦去超弥散宇宙岛扩散的气体,从而使其停止太阳的产生。

因此,该位置的超弥散宇宙岛应该重要由年老的太阳组成,呈现红色。

而位于星团之外的宇宙中的超弥散宇宙岛,由于没有其他宇宙岛的气体来淬灭它们,这种超弥散宇宙岛将继续大量生产太阳。

因此,预计其富含新太阳,呈现蓝色。

然而,研究人员调查此前对星团外超弥散宇宙岛的探测时,发现大多数为蓝色,但也有少数是红色。

这正是引起我们注意的真相,论文的第二作者Laura Sales 说,我们想,‘它们在那里做什么?它们是怎么形成的?’这没有很好的解释。

为此,研究人员使用详细的模拟来了解矮宇宙岛的演化过程。

此项研究中,他们首先使用TNG50 宇宙岛形成的详细宇宙学模拟来看是否能在宇宙岛团外发现猝灭的超弥散宇宙岛。

Benavides表示,他们在模拟数据 TNG50公开前的特许访问权为此项研究工作提供了巨大优势,他们还使用了超级计算机来读取处理数据。

他们的模拟从一个宽约1.5亿光年的早期宇宙立方体开始,一直延续到现在。

然后,他们在模拟中专门搜索星团之外的超弥散宇宙岛,发现它们大部分是蓝色的,正如预期。

不过,模拟中有大约25%的超弥散宇宙岛为红色的——淬灭的,这一数字令人惊讶。

在实际观察中,这一百分比要小得多。

研究人员对这些红色的淬灭超弥散宇宙岛再进行模拟,发现淬灭超弥散宇宙岛很可能曾经以异常高的角动量聚集在暗物质晕中——就像棉花糖机一样,这种极端环境可能已经产生了异常伸展的、超弥散的宇宙岛。

就像大多数超弥散宇宙岛一样,这些超弥散宇宙岛随后在宇宙岛团内演化。

但是宇宙岛团内部的相互作用很可能将其抛到了一个更宽的、回力镖似的椭圆轨道——backsplash轨道的空隙中。

在这个过程中,超弥散宇宙岛的太阳云被剥离,无法产生新的太阳——它们被淬灭,并呈现红色。

Sales表示,淬灭超弥散宇宙岛的轨道与太阳系中的彗星轨道相似。

有些彗星离开了又绕回来,有的彗星可能过来一次,然后再也不会回来了。

对于‘淬灭’超弥散宇宙岛而言,由于它处在椭圆轨道,它们没有时间回来,甚至延续至宇宙年龄尺度。

了解超弥散宇宙岛对人类的意义是什么?我们对宇宙的大部分知识都基于‘含宇宙学常数的冷暗物质 LCDM’的范式,该范式中,我们有一个相当结构化的宇宙岛形成模型。

从这个意义上说,由于这些超弥散宇宙岛的起源仍不清楚,在这种情况下造成了许多问题。

Benavides表示,因此,在含宇宙学常数的冷暗物质模型内理清线索、并对其形成过程进行回答是世界各地不同科学团体所追求的挑战。

这甚至开辟提出新模型的可能性,于科学有利。

研究人员表示,此项研究结果为天文学家在宇宙的空隙中寻找这种矮宇宙岛提供了蓝图。

宇宙真实年龄是多少岁

按目前主流观测和标准宇宙模型(ΛCDM),宇宙的真实年龄大约是:137.97 0.02 亿年,约等于 138 亿年。

主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。

近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。

交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。

放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。

简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;

如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。

吞噬一切的宇宙深渊,黑洞引力藏着光速禁区

在浩瀚无垠的宇宙当中,黑洞是最神秘也最令人敬畏的天体。

它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。

今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。

宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。

普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。

而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。

极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。

从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。

围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。

它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。

视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。

一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。

黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。

衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。

地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。

黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。

光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。

光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。

任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。

超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。

靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。

不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。

科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。

时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。

光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。

黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。

这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。

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