银河系“后院”狮子座P矮星系中发现宇宙大爆炸残留
银河系“后院”狮子座P矮星系中发现宇宙大爆炸残留
埃文·斯基尔曼和克里斯滕·麦奎恩
（神秘的地球）据新浪科技（任天）：利用世界一流的望远镜，来自明尼苏达大学的天体物理学家埃文·斯基尔曼(Evan Skillman)和克里斯滕·麦奎恩(Kristen McQuinn)在银河系的“后院”中发现了一处宇宙大爆炸的残留。
两位科学家均为发现“狮子座P”(Leo P)星系的国际团队成员。狮子座P是一个很小的星系，只有为数不多的恒星，但具有巨大的氢原子和氦原子云。天文学家对这些云中的元素比例非常感兴趣，认为这可能反映了大爆炸之后几分钟的宇宙环境。
埃文·斯基尔曼是一位天文学家教授，克里斯滕·麦奎恩则是一位研究助理，他们通过位于亚利桑那州格拉汉姆山的大双筒望远镜(Large Binocular Telescope, LBT)对狮子座P星系进行观察。他们的研究主要涉及该星系的距离和化学组成，研究结果发表在近期的《天文学杂志》(Astronomical Journal)上。
大爆炸理论描述了在早期宇宙，最初的氢原子如何形成，以及一部分氢原子如何融合形成最初的氦原子。然而，在大爆炸大约五分钟以后，宇宙的冷却终止了这一过程，留下一个含有氢原子和氦原子大的“原始池”。“氦相对于氢的原始丰度，是为数不多的几种可以直接探测早期宇宙的测量方法之一，”麦奎恩解释道，“只在非常短的一段时间内，宇宙的温度适合氢原子融合形成氦原子。如果在那段时间之后的氦原子丰度可以测得，并且与大爆炸理论预测的一致，那将成为该理论成立的有力证据。”
在大爆炸之后数百万年的时间里，最初的恒星出现，开始通过核聚变将氢原子和氦原子转化为较重的元素，从而使氢原子和氦原子的原始池不断受到污染。不过，在像狮子座P这样的小星系中，由于恒星形成的效率低下，因此较重元素的污染被降到最低。尽管非常罕见，但这些星系成为了研究早期氢/氦原始池的理想模型。
克里斯滕·麦奎恩和埃文·斯基尔曼及其同事们测定了狮子座P的氦原子丰度，发现氦原子与氢原子的比例大约为1比12。斯基尔曼指出，这一结果与大爆炸理论的预测相当吻合。
非常有用的氦
“狮子座P”很适合这一星系，因为“P”代表“原始”(pristine)。说到名字，氦(helium)来源于希腊语“Helios”，意为太阳神。1868年，有人发现在太阳光谱中有一条黄色谱线，认为其属于太阳上的某个未知元素，因此命名为氦。后来，这种元素被用于冷却或给气球充气，但它的用途远不止于此。
“对恒星和星系中的氦和其他元素的研究，可以提供有关核反应的基础知识，并了解这些元素如何形成，”斯基尔曼说，“这些研究可以揭示物理定律运作的机制——它们是所有现代技术的基础。”
“尽管在研究中会涉及数百万的星系，但只有为数不多的几个星系具有和狮子座P相似的特征，而且大约每十年才能发现一个这样的星系。”
微小的时间胶囊
狮子座P被归为矮星系，其形状如同一块凹凸不平的薄烤饼。它的长轴只有3900光年，仅相当于银河系直径的4%。如果银河系是一个排球，那狮子座P就只有一个豌豆大小。如此微小的体积，以及星系中恒星的缺乏，使得它在很长时间内都没有被人类发现。
据天文学家测定，狮子座P距离地球仅有570万光年，是银河系最近的大邻居——仙女座星系距离的三倍。仙女座星系是夜空中一个显著的星系，位于银河平面以南；而狮子座P星系则在银河系平面的北边。
在不久的未来，我们就可以获得狮子座P星系更好的图像。埃文·斯基尔曼和克里斯滕·麦奎恩及其团队正利用哈勃太空望远镜对该星系中的恒星进行观测。他们已经打开了通往大爆炸的时间胶囊，接下来又将会揭示什么激动人心的秘密呢？
