包著新生星系的超巨大大氣層

ALMA Kids 中文版: http://kids.alma.cl/?p=2214&lang=zh 原新聞發稿時間：2017.3.23)

我們的地球，有一層薄薄的氣體把它包住，叫做大氣。一些行星以及多數恆星也有大氣包圍，而且大部分都比地球的大氣還更大。ALMA新發現了兩個大氣大得嚇人的新生星系，大氣甚至延展到星系可見邊緣以外好幾萬光年。順便跟大家講一下，那邊的大氣成分和地球的大氣成分不一樣，沒有氧和氮，全都是冷氫氣。

這兩個很遙遠的星系擁有的這種巨大大氣，有個自己的名字，叫做「超級星系暈」。在這些由冷氫氣組成的龐大氣體雲的背後，有個距離更遠的星系對它投下「背光」。距離更遠的後方星系，是一種又叫做類星體的星系，星系核非常亮；類星體明亮的光，在前來地球的途中，穿過氣體雲，就像在遠方的一盞大路燈穿過了一層濛濛的霧而仍從霧氣中透出光一樣，也因為這樣，天文學家才能知道那裏有個超級星系暈。

然而，被包在星系暈裡的那個星系本身，之前還沒有人看到過。因為它們在天空中的位置，看起來，好像就在明亮的類星體旁邊，本身又那麼暗，要看到它就像在大太陽底下要仔細觀察蠟燭的小火焰一樣，很難。不過現在ALMA已經能偵測到這兩個星系了，不是在可見光波段偵測，而是從毫米波波段。ALMA看到的輻射來自於星系中間盤面的恆星形成區。

ALMA所看到的結果令人驚訝，原來，星系並沒有如同天文學家預測，看起來很靠近後方的類星體星系。相反地，它們在天空中的位置看起來和類星體有一段距離。這樣，就只有一種解釋：在星系周圍包著它的氫氣雲（或說星系的「大氣」）一定是非常的巨大，不然類星體怎可能搆得上邊，幫它投照「背光」呢？

天文學家現在還不知道這兩個星系的氫氣雲，形式上是像個「球殼」包覆著星系，或是像個從星系盤面往外延伸的「圓盤」。不管哪一種，氫氣量，一定都非常巨大。

由於這兩個星系離地球有120億光年，我們看到的星系是它們120億年前的樣子，當時宇宙還在小嬰兒時期。未來，超級星系暈的氣體可能會落入星系中，讓星系變大。

發現了什麼？

這兩個由ALMA發現的星系，按ALMA目錄，編號分別是：ALMA J081740.86 + 135138.2和ALMA J120110.26 + 211756.2。前面的那個位在蛇夫座，後面那個在后髮座。兩個星系距離地球都有120億光年。換句話說：從那裏過來的光線，花了120億年才抵達我們地球，所以我們看到的是那兩星系在120億年前的樣子，當時宇宙年齡只有現在的8％。在這兩個星系更後面的那個類星體星系，距離更遠，大約是125億光年。

誰發現的？

這個ALMA觀測計畫的團隊主持人是加州大學聖克魯茲分校的Marcel Neeleman。其他成員還有，同樣是加州大學聖克魯茲分校的Xavier Prochaska，來自印度的Nissim Kanekar、還有來自美國的Marc Rafelski、Chris Carilli、Arthur Wolfe，很遺憾的是，Arthur Wolfe在《科學》週刊發表他們的這項成果之前，不幸過世了。