【新唐人北京時間2025年09月07日訊】在浩瀚的宇宙中，星系猶如璀璨的「島嶼」，由數十億顆恆星、氣體、塵埃和暗物質構成。我們的銀河系只是其中之一，而天文學家通過先進技術和工具，揭示這些星系的形成、演化和內部動態，從而幫助我們理解宇宙起源的關鍵。
最近，哈勃太空望遠鏡拍攝的NGC 7456星系就是一個典型例子。這個位於天鶴座、距離地球超過5100萬光年的螺旋星系，不僅外觀斑駁閃爍，還隱藏著活躍的恆星形成區和超大質量黑洞。今天，就讓我們以它為例，探索天文學家如何一步步揭開星系的奧祕。
天文學家研究星系的第一步，通常從收集「光」開始——但這裡的「光」遠不止我們肉眼可見的範圍。宇宙中的物體會發射各種波長的電磁輻射，包括可見光、紫外線、紅外線、X射線和射電波。天文學家藉助不同類型的望遠鏡捕捉這些信號，每種波段都能揭示星系的獨特面貌。例如，NASA/ESA的哈勃太空望遠鏡擅長捕捉可見光和紫外光，幫助觀測星系的結構和恆星活動。在NGC 7456的圖像中，我們能清晰看到螺旋臂上的精細細節：那些綻放的粉紅色發光區，正是新恆星形成的「溫床」。這些區域富含氫氣，雲層被新生恆星照亮，散發出標誌性的紅光。
哈勃的觀測項目專注於追蹤星系中的氫雲和星團，從而揭示星系如何隨時間演化。通過比較不同星系的形狀和歷史，天文學家能追溯其形成過程——從早期的不規則形態，逐步演變為如今的螺旋或橢圓結構。
然而，並非所有祕密都藏在可見光中。歐洲航天局（ESA）的XMM-Newton衛星專注於X射線成像，能探測星系中極端高溫的區域。在NGC 7456中，它發現了多個「超亮X射線源」——這些小型、緻密的物體發射出異常強大的X射線，遠超預期。天文學家推測，這些可能是中子星或黑洞，正在吞噬周圍物質。星系的核心往往異常明亮，表明它是一個活躍星系，周邊區域充滿活力。此外，美國的國家射電天文台（NRAO）能捕捉星系發出的射電波，揭示塵埃雲、氣體流動和磁場。這些波段能穿透塵埃，觀察到隱藏的恆星形成區。而斯皮策太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）則擅長探測涼爽的塵埃和年輕恆星，幫助天文學家研究星系的「嬰兒期」。
觀測只是起點，天文學家接下來會處理海量數據：測量星系的距離、速度和組成成分。一種常見方法是利用紅移效應——當星系遠離我們時，其光線會「拉長」成紅色，從而計算宇宙膨脹率（如哈勃常數）。對於遙遠星系，他們藉助「時間機器」效應：光需數百萬年才能抵達地球，因此我們看到的NGC 7456其實是它過去的模樣，這有助於研究星系演化歷史。
計算機模擬同樣至關重要，天文學家使用超級計算機建模星系碰撞、氣體坍縮和黑洞增長，以驗證觀測數據。例如，通過對比不同時代星系的形狀，他們發現大多數星系都含有超大質量黑洞，這深刻影響了星系的整體演化。
像NGC 7456這樣的星系，是理想的研究對象。它從外圍的恆星形成到核心的黑洞活躍，展示了完整的過程，幫助天文學家解答重大問題：星系如何從大爆炸後的氣體雲演化而來？為什麼有些星系平靜安詳，有些卻充滿劇烈爆炸？通過這些研究，我們不僅能預見銀河系的未來，還能探尋暗物質和暗能量的作用——這些「隱形力量」主導著宇宙的命運。
未來，隨著詹姆斯·韋伯太空望遠鏡等新一代工具的加入，天文學將進入更深遠的時代。星系的璀璨，不僅點亮了夜空，也照亮了人類對宇宙的認知！
（記者李思文綜合報導/責任編輯：林清）