远古星系内，恒星或经历了“生死时速” 大多数星系都形成于宇宙早期

大多数星系都形成于宇宙早期，我们的银河系也不例外。科学家推测，银河系可能是在宇宙早期由几个矮星系碰撞形成的，这些矮星系形成于130亿年前。因此，对于这些宇宙早期星系的研究，可帮助我们更好地了解银河系的形成与演化。
10月27日，据国外媒体报道，一个国际研究小组利用阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）研究了118个遥远的星系，发现其中大约20%的星系中恒星发出的紫外线被尘埃所遮蔽，这就意味着，这些星系中包含着大量的尘埃和重元素，这一发现远远超出了此前的预期。
【远古星系内，恒星或经历了“生死时速”】为何会有此现象？这些星系中的尘埃和重元素来自哪？此次发现是否意味着传统理论需要改写？带着这些问题，科技日报采访人员采访了相关专家。
代代相传的恒星“遗物”
科学家认为，宇宙早期星系中缺乏大量尘埃和重元素。为何有此推测？这要从它们的“身世”说起。
“大爆炸之后宇宙中包含的元素主要是氢、氦以及少量的锂元素。我们今天看到的各种更重的元素，主要是恒星演化和死亡的过程中产生并释放到星际空间的。 ”中国科学院国家天文台副研究员王岚向采访人员表示。
第一代恒星死亡后，其生成的重元素散落在星际空间，在这其中诞生的下一代恒星便包含着这些重元素，并继续生成新的重元素，就这么一代代传递下去，宇宙中的重元素也随着时间的推移而不断增加。
而恒星的诞生，并非是“匀速”的。上海交通大学物理与天文学院副研究员刘成则表示，此前观测表明，在宇宙早期，物质密度涨落较小，也缺乏恒星形成必需的冷气体。随着时间的推移，在引力作用下，暗物质逐渐成团，冷气体也随之聚集起来，才为恒星和星系的形成提供了条件，星系之间的相互碰撞也促使恒星形成率越来越高，并在宇宙大爆炸后约30亿年的时候达到峰值。 “这一时期也被称为‘宇宙正午’（cosmic noon），宇宙中一半左右的恒星和星系都是在这段时间内形成的。 ”刘成则说。
恒星的爆发式增长的确会带来大量尘埃和重元素。但在此之前，并没有足够的时间以及物质基础形成如此多的大质量恒星，因此科学家推测宇宙早期星系中并不包含大量尘埃以及重元素。
“此前，天文学家也在高红移星系中发现过大量尘埃，不过这种例子极其罕见。而此次研究却发现了大量的此类星系，进一步明确了大量尘埃和重元素可能在高红移星系中存在。 ”刘成则补充道。
质量越大的恒星寿命越短
“事实上，这在当今宇宙中并不常见。 ”中国科学院紫金山天文台助理研究员高扬表示，此次研究结果揭示了宇宙早期星系中，恒星或经历了在短期内快速生成及死亡的“生死时速” 。
高扬介绍说，在宇宙早期，由于尘埃比较少，辐射压比较强，恒星本身需要更大的质量来抵抗辐射压，所以在此时期诞生的恒星其实更趋向于大质量恒星。
在此前的一些研究中，科学家模拟出的第一代恒星就可能拥有巨大的质量，大约在一百倍太阳质量以上，质量相对较小的第一代恒星甚至有可能成群形成。然而，受限于设备水平以及数据支撑，这些仍然仅限于理论模型预测，缺乏实际的观测证据。
如果宇宙早期真的可以形成大质量恒星，它们是否“心甘情愿”死亡，给星系带来大量尘埃和重元素？
“事实上，恒星的寿命主要取决于质量。质量越大的恒星，寿命越短，甚至有的大质量恒星，会在诞生后几百万年内死亡。 ”高扬表示，几百万年的时间听起来虽然不短，但与宇宙约138亿年的历史相比，如弹指一挥间。
因此，宇宙早期星系的演化速度可能比我们预想的要快得多。如果此次研究结果能够得以证实，对于研究宇宙早期星系的形成与演化具有重要意义。