從“星系動物園”到“宇宙果蔬園”

說到星系分類，最有趣的應該是天文學中一次規模浩大的公眾星空普查活動——星系動物園項目，這是一個把星空交給大眾的項目。而星系動物園的故事，還得從一個天文物理專業研究生疲憊不堪的下午講起。

發動大眾為星系分類

2007年7月一個周五的下午，當時還是英國牛津大學研究生的凱文·沙文斯基一張一張看著美國斯隆數字巡天計劃項目（SDSS）拍攝的星系圖片，看完5萬張圖片需要花費整整一周時間，眼睛、肩頸的酸痛使他不得不按下暫停鍵。凱文的任務是人工完成95萬張星系圖像的分類，根據形態把它們劃分為橢圓星系、旋渦星系等不同類型，并從中挑選出科學家感興趣的樣本，以便進行后續的科學研究。然而，這樣的圖片還有90萬張！

凱文和天文學家克里斯·林托特想到了“把星空交給大眾”——發動公眾對SDSS的百萬張星系圖片進行分類。星系動物園項目就這樣誕生了。

幾天時間內，幾萬名志愿者注冊報名。他們不需要擁有專業的天文學知識，只需要由專業人士進行簡單的培訓，根據星系呈現的形態，從影像中判定是橢圓星系還是旋渦星系，如果是旋渦星系，就再判定它們是順時針方向旋轉還是逆時針方向旋轉即可。

第一階段的星系動物園項目，在近十萬名志愿者的積極參與下，不到半年的時間就完成了95萬個星系的分類，而且平均每個星系被分類判斷了38次。在分類過程中，志愿者發現了一組亮綠色的奇特星系，這些星系的形態極其致密，看上去像顆豌豆，很難被歸類為已知的星系類型，因此這些星系被命名為“綠豌豆星系”。95萬張星系圖片中，只有251個這種星系。

從科學上講，綠豌豆星系強烈的發射線使其在偽彩圖上呈現出明亮的綠色，這也意味著這些星系內正在形成新的恒星。綠豌豆星系大約在距離我們15億到50億光年的位置上，體積不足銀河系的十分之一，質量不到銀河系的百分之一，但是卻在以10倍于銀河系的速度形成恒星，有著近鄰宇宙最高的恒星形成率，能在幾億年的時間內質量翻倍。綠豌豆星系在早期宇宙中十分常見，對其展開研究能為我們掌握早期宇宙恒星是如何形成以及星系是如何演化的提供新的研究窗口。

綠豌豆星系只是個開始

星系動物園項目中發現的綠豌豆星系個頭小，亮度暗，形態極其致密，非常難以觀測。在觀測數據生成的圖像上，和綠豌豆星系類似的致密星系會呈現出不同的顏色和形態，天文學家沿用了之前綠豌豆星際的名字由來，對這類特殊的致密星系進行命名。于是，如同晶瑩紫球的致密星系被稱為“紫葡萄星系”，像藍色小漿果的致密星系被稱為“藍莓星系”……五彩斑斕的致密星系，組成了一個“宇宙果蔬園”。

就在近期，中國科學院國家天文臺博士生劉思琦、羅阿理研究員，中國科學技術大學王俊賢教授及上海天文臺沈世銀研究員等人利用我國大型光譜巡天項目——郭守敬望遠鏡（LAMOST）的光譜數據，發現了1547個致密星系，其中1417個為最新發現的，包括739個綠豌豆星系、270個藍莓星系和388個紫葡萄星系，這是迄今為止一次性新發現致密星系數量最多的研究工作。

這批致密星系的質量范圍大約在31萬—100億倍太陽質量之間，距離地球最遠的為90億光年，最近的大概十幾億光年。

這些星系之所以呈現出不同的顏色，其實和它們與地球之間的距離有關。藍莓星系最近，綠豌豆星系較遠；紫葡萄星系有兩類，一類到地球的距離位于藍莓星系和綠豌豆星系之間，另一類到地球的距離比綠豌豆星系更遠。科學原理上，這些致密星系呈現出不同顏色，是由于紅移導致星系強烈的輻射特征出現在不同的顏色波段。

LAMOST的此次發現，為天文學家提供了通過研究近鄰星系來了解宇宙早期星系演化的寶貴大樣本，還會衍生出很多其他科學研究，比如可以進一步對這些星系進行射電波段的觀測，來研究是什么機制推動它們具有如此高的恒星形成率，以及這種星系內的恒星形成活動到底能持續多長時間等。另外，這些新發現的星系還有一些獨有的特性，它們的氣體中除了氫、氦元素外，其他更重的元素含量極低。而且它們并不是那么喜歡“群居”，而是“獨善其身”地分散在宇宙的星際空間中。

隨著LAMOST巡天的繼續開展，相信更多的綠豌豆星系、藍莓星系及紫葡萄星系將會陸續被發現，為認識早期宇宙的星系形成與演化帶來更多可能性。