夏夜天河橫空，看著密密匝匝的星影，想過這些星星的年紀多大了嗎？

既然恒星、行星有壽命，那麼更大系統的星系，它也是有壽命的。問題來了，最古老的星系在哪里呢？到現在它的年紀又有多少歲了呢？

或許，我們能經由這些年齡最大的星系，解開宇宙大爆炸的秘密。

已知最古老星系

目前已知最古老的星系，是2022年的新發現。美國和丹麥兩國的研究人員，對最新的觀測數據進行了分析，科研人員隨后發現了一個叫GLASS-z13的星系。

它的年齡相對于目前已知的星系很老，因為該星系誕生于宇宙大爆炸后3億年。

在此之前，被測定的年紀最大星系為GN-z11，這是一個距離地球遠達134億年的星系，是由此前的哈勃望遠鏡發現的。

而新發現的GLASS-z13，在年齡上能不能超越該星系，還有待科學界進行更深入的觀測和研究。

（GLASS z-13，2022年被觀測到）

在科學家看來，上述兩個星系的年紀或許存在差距，但年齡相差不會太大，它們的年紀大概相仿。只不過從距離上來看，新發現的星系距離地球更加遙遠。

除了年紀大、距離遠之外，兩個星系還有一個最大的特點便是體積質量小。

根據研究測定發現，上述兩星系的質量，僅僅比太陽高出了10億倍，和銀河系相比，幾乎無法相提并論。

其中， GLASS z-13的直徑只有1600光年，GN-z11的直徑稍大，但也僅有2300光年。這和銀河系10萬光年的直徑比起來，簡直是小巫見大巫。

但它們的年紀究竟怎麼樣，科研人員認為還要借助望遠鏡上的光譜儀進行分析和證實。

光譜儀針對星系，可以測量到宇宙膨脹時星系發出光芒的紅移現象，這種現象是隨著宇宙的持續膨脹而形成的。

那些早期天體發出的光芒，像紫外線等會朝著光譜的紅段移動，它們最終會以紅外線的形式，從遙遠的區域內抵達現在的近地空間。這種現象在天文學領域，就被稱之為紅移。

在星系年紀的測量上，科學家還有哪些依據呢？

形狀和年齡可能相關

恒星等單個的天體是圓形的，龐大的星系則不同，它的形狀存在很大差異。

而科學家認為，造成它們形狀各異的原因，正是由于處在不同的年齡段。

這一發現是澳大利亞國立大學的研究人員提出的，2018年時科研人員推動了一項最新的研究，他們發現星系年齡和形狀存在關聯，年紀越大，形狀會變得越大和膨脹。

像銀河系，它的形狀看起來是典型的壓扁球體，多數星系也具有這種特征。但是在年齡增加的情況下，因為恒星等各個天體在向著每個方向移動，星系整體看起來就在膨脹。

越是年輕的星系，恒星等天體是沿著星系的圓盤在進行有序的旋轉運動。當圓盤變成圓球狀，就意味著星系的年齡增加了。

在科學家看來，恒星圍繞星系的運轉，在星系年齡的各階段，也會有一個平穩發展過程。

其中的規律，是科學家基于843個不同的星系而得出的結論。起初科學家以為，形狀和年齡之間的這種關聯是個例，但分析的星系越多，越發現這在星系內是一種普遍現象。

像銀河系，它現在的年齡已經超過了130億年。在科學家看來，銀河系已經不年輕了，內部的恒星有的很古老，有的則還比較年輕。

這種年輕和古老混合的局面，科學家將其界定為中等平均年齡。所以從銀河系的形狀來看，它現在既是扁平的，但中間也已經膨脹成圓球狀了。

當然，上述研究也僅僅是一家之言。而且單純只從形狀上來界定星系的年紀，就顯得有些單一。

因為，星系的運動在整個生命周期內不是固定不變的。

在星系上百億年的生命歷程中，還存在著兩個星系發生膨脹的可能。

有的星系在融合后形狀發生改變，或許就不會符合上述所說的規律了。也正因為如此，在星系年紀的認定上，科學界還有別的方式。

什麼樣的星系是真的年老了？

星系本身和恒星一樣，其整體也在進行著物質和能量的消耗。在科學界看來，缺少氣體和塵埃的星系，年齡普遍偏大一些。

因為這類星系的氣體以及塵埃，都在大規模的造星過程，即恒星誕生中被消耗掉了。

而這種星系，通常還有另外一個特點，是由多個行星經碰撞后合并而來的。

星系經過合并以后，規則會變成橢圓形，因為星系間的撞擊形成氣體和塵埃，所以才會造成一波新的恒星的誕生。

如果是根據這一理論的話，似乎 星系本身的膨脹，跟星系的撞擊以及年齡就沒有什麼必然關系。畢竟碰撞合并后形成的橢圓星系，在形狀上跟單純的膨脹無關。

除此之外，星系的碰撞還是演化形成不規則星系。這類星系形狀特殊，外形看起來沒有規律性。再者，不規則星系的尺寸都不是太大的。

至于不規則星系的年齡，有科學家認為在經過碰撞后，也會因為恒星的誕生而存在氣體和塵埃消耗。所以相比于碰撞之前，它的年紀肯定就大了。和別的未經過碰撞的星系比起來，年齡似乎也更大一些。

所以從這個角度去看的話， 碰撞而不是形狀，才是衡量一個星系年齡是多大的關鍵因素。

當然，無論是星系自身的膨脹，還是和別的星系的碰撞，這些都只是統計的角度。

除了橢圓星系和不規則星系之外，還有的星系便是像銀河系這樣的漩渦星系。

這類星系是典型的圓盤狀，生命歷程中還存在著多種變化的可能。其中一種可能就是，星系的中心區域變成棒狀結構。

所以這種類型的星系，又叫棒旋星系。如今銀河系的中心地帶，就有這樣一個棒狀結構，所以從這個角度去看，它已經發生一種變化類型了。

值得一提的是，根據科學家此前的研究，銀河系正在和鄰居仙女星系靠近，它們最終會發生碰撞進而融合。

根據上述觀點，融合之后的星系，要麼會形成橢圓形星系，要麼會變成不規則星系，總之都不再是原來的樣子。

而且從時間的角度去看，碰撞和融合發生在以后，相對于現在，新形成星系的年齡，也就老了很多了。這似乎又能說明，星系的碰撞和它的年紀，存在著某種關聯。

年齡和形狀之外，星系本身明亮與否，科學家對此也很感興趣。

活潑和安靜的差異

科學家認為，宇宙爆炸后的不長時間里，所有剛生成的星系都很活潑。

這是由于，彼時星系中央的黑洞正在距離活動，「貪吃」的黑洞制造出了很大的動靜，所以星系的中央都會相當明亮。

至于這種明亮能達到何種程度，據說哪怕是極其遙遠，也能看到核心區域的亮光。

一旦核心區域的黑洞吃飽喝足，整個星系也會隨之安靜下來，沒有劇烈的活動，科學家將其稱為「靜悄悄」

的。

這種「靜悄悄」也意味著，整個星系不再制造新的恒星了。有科學家此前就發現過類似的星系，沒有新的恒星誕生，核心區域更是在上百億年前就已經穩定了下來。

如果從時間的角度去看，似乎又能說明，一旦星系陷入了安靜，就意味著它開啟了「老年生涯」。

當然，科學家肯定不會這麼直接去理解，因為這里面還存在著別的變量因素。

而要了解更多的變量因素，就得借助大型的望遠鏡設備。無論是觀察銀河系本身，還是觀察更遠的星系，科學家主要依靠地球外部的「眼睛」

。

此前發現最古老星系的設備，就是近年來代替哈勃望遠鏡，最新部署到太空的詹姆斯·韋伯望遠鏡。

深空巨鏡的使命

韋伯望遠鏡是在2021年底發射升空的，此前科研人員光是設計它，就用了20多年。

望遠鏡整體是由六邊形的鏡片拼接而成，這些鏡片的數量多達18塊。由于數量多了，相比于它的前輩哈勃望遠鏡，它采集光線的面積將大5倍以上。

這些鏡片構成了韋伯望遠鏡的主鏡，它的直徑達到了驚人的6.5米。除了這一龐大結構外，望遠鏡還有次鏡結構。

次鏡是從主鏡的正面延伸出來的長臂支撐，在主鏡凸起的黑色區域，還有被安裝好轉向鏡和三級鏡。

在太空工作不同于地面，望遠鏡需要能適應零下220℃的環境。所以在材料的選用下，鏡片材料都是金屬鈹。

這種材料的特點是密度低，硬度相對較高，在低溫的情況下不會收縮變形。

鏡片的表層還涂上了一層黃金，厚度只有100納米，這些黃金的作用，是為了優化反射紅外線的性能的。

鏡片之外，便是那些更精密的科學儀器了。它們都位于主鏡的背面，有近紅外光譜儀，近紅外成像儀，近紅外相機等等。這些儀器的主要作用，可以將望遠鏡收集到的光線進行分析成像。

除了采集光線和成像的設備外，為了遮擋太陽、地球和月亮的輻射，望遠鏡還配備了巨幅的遮陽板。它究竟有多巨幅呢？ 展開來的面積相當于一個網球場。

這麼大的體積，所以在發射升空時，它是以折疊的狀態被裝入火箭內的。

其整體的重量達到了6.2噸，是個名副其實的大家伙。

如今，它的具體位置， 是在距離地球150萬公里的深空區域。這一區域，也就是人們常聽到的拉格朗日點。

因為太陽和地球引力的相互作用下，在這一區域內運行，望遠鏡能始終處于地球的陰影一側，而遮陽板的外層區域，又能始終對著太陽、地球和月亮的方向。

它的預計服役期限是5年，而在科學家看來，服役期限延長至10年應該沒什麼問題。

結語

未來，科學家要觀測和研究深邃的宇宙，韋伯望遠鏡就要發揮主要主要作用了。

科學家希望，接下來它能在觀測任務中，發現宇宙深處最早誕生的一批星系。除了研究天體本身外，科學家念念不忘的還有，希望能通過它，看到別的星球上是否存在生命。

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