一颗恒星正在阻挡一个星系，但现在它的移动足以让天文学家最终可以检查它隐藏的是什么

天文学中最大的谜题之一，也是最难解决的谜题之一，涉及星系的形成和演化。第一批是什么样子的？它们是怎样变得如此庞大的？

距离我们仅 2000 万光年的一个微小星系可能是其中的一块拼图。

大爆炸后不久的宇宙与我们今天所处的宇宙之间的一个关键区别是金属丰度不同。早期的宇宙几乎完全由两种最轻的元素氢和氦组成。因此，最早星系中的恒星含有氢和氦。只有一代又一代的恒星生死存亡，宇宙中才会充满更重的元素——如碳、氧和铁——天文学家称之为金属。恒星通过核合成锻造这些金属，然后在它们死亡时将它们散布到宇宙中，在接下来的几代恒星形成中被吸收。较重的元素对于像地球这样的行星和像我们这样的生命形式的形成至关重要。

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所以一个金属丰度很低的年轻星系是个怪人，观察它就像回顾过去一样。

“起初，我们并没有意识到这个小星系有多么特别。”

Bärbel Koribalski 教授，共同作者，CSIRO。

这个微小的星系被称为 HIPASS J1131-31。但它的昵称 Peekaboo 更具描述性。这是因为，在过去的 50 到 100 年里，一颗快速移动的前景恒星挡住了 Peekaboo 的视线，已经移到了一边，让哈勃望远镜和其他望远镜可以更好地观察它。

“发现躲猫猫星系就像发现一扇直通过去的窗户，让我们能够在遥远的早期宇宙无法达到的细节水平上研究它的极端环境和恒星，”太空的天文学家 Gagandeep (Deep) Anand 说。望远镜科学研究所，以及关于躲猫猫有趣特性的新研究的合著者。

现在中间的恒星已经移开，天文学家研究了这个小星系的金属丰度和其他特性。这些观察的结果发表在皇家天文学会月刊上的一篇新论文中，题为“躲猫猫：极贫金属的矮星系 HIPASS J1131-31”。主要作者是 ID Karachentsev，来自俄罗斯科学院特殊天体物理观测站Nizhnij Arkhyz, Karachay-Cherkessia。

作为一个矮星系，它包含的恒星数量远少于像我们银河系这样的大质量星系。值得注意的是，虽然 Peekaboo 距离我们有 2000 万光年远，但哈勃太空望远镜能够分辨出大约 60 颗恒星。哈勃望远镜和南非大型望远镜 (SALT) 等其他设施的观测表明，它的恒星数量只有几十亿年。如此年轻的恒星应该具有比它们更高的金属丰度，因为有太多的恒星在它们形成之前就已经死去。

该研究的这张图片来自哈勃的高级巡天相机，显示了在 Peekaboo 中检测到的单个恒星。曾经挡住我们视线的星星在右下角。图片来源：Karachentsev 等人。 2022. — 该研究的这张图片来自哈勃的高级巡天相机，展示了在躲猫猫中探测到的一些最亮的单颗恒星。曾经挡住我们视线的星星在右下角。图片来源：Karachentsev 等人。 2022.

澳大利亚国家科学机构 CSIRO 的天文学家 Bärbel Koribalski 教授在 20 年前首次发现了 Peekaboo，并且是这篇新论文的合著者。

“起初，我们没有意识到这个小星系有多么特别，”Koribalski 谈到 Peekaboo 时说。 “现在，结合来自哈勃太空望远镜、南非大型望远镜 (SALT) 和其他望远镜的数据，我们知道躲猫猫星系是迄今为止探测到的金属最贫乏的星系之一。”

本地宇宙中的星系通常包含很大一部分年龄达数十亿年的古老恒星。这些被称为红巨星分支 (RGB) 恒星，它们太老了，已经离开主序带，停止将氢聚变成氦，体积膨胀并冷却。因为它们更凉爽，所以它们看起来是红色的。

但是 Peekaboo 缺少类似数量的年长红星。相反，Peekaboo 是一个致密的蓝矮星星系，蓝色表示高比例的炽热年轻恒星。它包含一些 RGB 星星，但没有预期的那么多。 “在每种情况下，与明显的年轻星系相比，RGB 都非常微不足道，”作者写道，描述了躲猫猫和我们所知道的一些类似星系。由于这些炽热的蓝色恒星非常年轻，它们应该具有更高的金属丰度。

该研究中的这个数字被称为适合躲猫猫中解析恒星的等时线。它表明该星系以蓝色主序星和蓝色环星为主。正如研究人员在他们的论文中指出的那样，“红巨星分支非常稀疏。” 图片来源：Karachentsev 等人。 2022年 — 该研究的数字是等时线拟合对于 Peekaboo 中已解决的星星。它表明该星系主要由蓝色主序星和蓝色循环星星。正如研究人员在他们的论文中指出的那样，“红巨星分支非常稀疏。” 图片来源：Karachentsev 等人。 2022年

Peekaboo 非常有趣，但并非完全独一无二。他们在论文中写道：“紧凑的矮星系 Peekaboo 主要是年轻的恒星种群和非常低的金属丰度，在本地体积中并不是独一无二的。”

“由于躲猫猫离我们很近，我们可以进行详细的观察，从而开辟了以前所未有的细节观察类似于早期宇宙的环境的可能性。”

Deep Anand，论文合著者，太空望远镜科学研究所。

I Zwicky 18（左下方）是另一个蓝色致密矮星系。和Peekaboo一样，它类似于宇宙早期形成的星系，也是一个XMP星系。天文学家质疑这些星系是否包含任何大量的老恒星。图片来源：NASA、ESA、Y. Izotov（主天文台，基辅，UA）和 T. Thuan（弗吉尼亚大学）

躲猫猫是一个 example 极度缺乏金属 (XMP) 的星系。是什么让它与本地宇宙中的其他 XMP 星系区别开来，比如我 Zwicky 18, 是它离地球的距离。它只有大约 2000 万光年远——在天文学上几乎是隔壁的——而我们知道的其他 XMP 星系的距离是这个距离的两倍。

Peekaboo 的恒星数量使其成为当地宇宙中最年轻、金属丰度最低的星系之一。本地宇宙已经过去了 130 亿年，Peekaboo 应该发展出比它更高的金属度。（期限 “本地宇宙” 描述了以观察者为中心的空间区域，其半径为 R < 300 Mpc (z < 0.1)，其中包含大规模结构，如群、空洞、星团和超星团。它的规模足够大，以至于宇宙同时出现同质和各向同性的.)

Peekaboo 能告诉我们关于星系演化的信息还得等一等。这项研究是基于一项名为“每个已知的附近星系调查”的调查的观察结果，哈勃的工作是尽可能多地收集邻近星系的数据。下一步是与哈勃望远镜和 JWST 一起专注于 Peekaboo，以更详细地研究这个小星系的恒星和金属丰度。这就是为什么它靠近我们如此重要。

“由于躲猫猫离我们很近，我们可以进行详细的观察，从而开辟了以前所未有的细节观察类似于早期宇宙的环境的可能性，”阿南德说。

目前，Peekaboo 还存在不确定性。 “Peekaboo 的情况显然是模棱两可的，”作者在结论中写道。在本地宇宙已经过去了 130 亿年，它的金属丰度怎么会这么低？

至于关于星系怎样形成和演化的谜题，Peekaboo 最终可能成为重要的一块。还得等团队的后续观察才能一探究竟。