【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】天文学家们通过安装在Subaru望远镜上的Hyper Suprime-Cam (HSC)，发现了近200亿年前的“原始星团”，即大约120亿年前的星系团的前身，大约是已知的十倍。他们还发现类星体并不倾向于存在于原始星团中;但是如果在原星团中有一个类星体，那么附近就有第二个类星体。这一结果引起了对类群和类星体之间关系的怀疑。在宇宙中，星系不是均匀分布的。有一些地方被称为星系团，有几十个或数百个星系在一起被发现。其他星系是孤立的。为了确定星系团形成的方式和原因，不仅要研究目前宇宙中所看到的成熟的星系团，还要观察形成过程中的星团和星系团。
由HSC揭示的星系分布和一些原始星团的特写。高、低密度区域分别以红、蓝两种颜色表示。在特写镜头中，白色的圆圈表示遥远星系的位置。红色区域预计将演化成星系团。从特写中我们可以看到，超致密区域的各种形态:一些区域有另一个相邻的高密度区域，或者像长丝一样伸长，同时也有孤立的高密度区域。图片版权：NAOJ
因为光速是有限的，观察遥远的物体使我们能够回顾过去。例如来自10亿光年的天体发出的光实际上是在10亿年前发出的，并且从那时起就一直在太空中遨游。通过观察这些光线，天文学家们可以看到宇宙在发出光时的样子。即使观察遥远的(早期的)宇宙，原始星团也很稀少，很难发现。只有大约20个是已知的。由于遥远的原始星团很难直接观察到，类星体有时被用作一个代理。当大量气体落入星系中心的超大质量黑洞时，它与其他气体发生碰撞，并被加热到极端温度。这种炽热的气体明亮地发光，被称为类星体。当许多星系靠近时，两个星系碰撞并融合在一起，就会产生不稳定性，并导致气体落入一个星系的超大质量黑洞中，形成一个类星体。然而由于类星体和原生星团的稀有，这种关系并没有被证实。
为了了解遥远宇宙的原始星团，需要一个更大的观测样本。包括日本国家天文台的天文学家、东京大学、高级研究研究生院和其他研究机构在内的一个团队，正在用斯巴鲁望远镜的非常宽视场照相机，Hyper suprim - cam (HSC)，进行一项前所未有的广泛的对原始星团的系统调查。通过对这项调查的数据进行分析，研究小组已经确定了近200个星系聚集在一起，形成了120亿年前早期宇宙的原始星团。研究小组还讨论了类群和类星体之间的关系。研究小组在与HSC原星团相同的时间采样了151个发光类星体，他们惊奇地发现，大多数类星体并不靠近星系的密集区域。事实上最明亮的类星体甚至可以避开最密集的星系。这些结果表明类星体并不是一个很好的原型，更重要的是，除了星系合并之外的机制可能需要解释类星体的活动。
此外，由于在最亮的类星体附近没有发现许多星系，这意味着类星体的硬辐射会抑制其附近的星系形成。另一方面，研究小组发现在原生星团中存在两对类星体。类星体是罕见的，对它们的配对更是罕见。这两对都与原生星团相关的事实表明，类星体的活动可能在原始集群环境中是同步的。该团队的领导者Nobunari Kashikawa (NAOJ)说：我们已经成功地在遥远的宇宙中发现了一些原始星团，这是由于我们对HSC的广泛深入的观察，我们已经见证了类星体环境的多样性。论文的第一作者Jun Toshikawa说：HSC的观测使我们首次系统地研究了原生星团。HSC原星团的发现将随着调查的进行而稳步增长。当观测完成时将会发现位于120亿光年之外的数千个原生星团。通过这些新的观察，我们将阐明原生星团的发展历史。
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内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：日本国立天文台
编译：中子星
审校：博科园
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