說(shuō)到星系分類(lèi)，最有趣的應(yīng)該是天文學(xué)中一次規(guī)模浩大的公眾星空普查活動(dòng)——星系動(dòng)物園項(xiàng)目，這是一個(gè)打破大數(shù)據(jù)局限的想法，將屬于大眾的星空交給大眾來(lái)參與，想想就是一件很酷的事情。故事還得從一個(gè)天文物理專(zhuān)業(yè)的研究生疲憊不堪的下午講起。

/ 星系動(dòng)物園的由來(lái)

在 " 星系動(dòng)物園 " 周歲時(shí)，志愿者用其中的星系拼出了 " 星系動(dòng)物園周歲生日快樂(lè) " 字樣。

版權(quán)／Waveney/Hanny/Bill/SDSS/INT/Hubble/NASA

2007 年 7 月，一個(gè)周五的下午，當(dāng)時(shí)還是英國(guó)牛津大學(xué)研究生的凱文 · 沙文斯基（KevinSchawinski）眼睛緊盯著屏幕，一張一張審看美國(guó)斯隆數(shù)字巡天計(jì)劃項(xiàng)目（SDSS）拍攝的星系圖片，5 萬(wàn)張，整整花了一周時(shí)間！簡(jiǎn)直是無(wú)法描述的狀態(tài)：眼睛累得快要掉出眼窩了。肩頸的酸痛使他不得不按下暫停鍵。凱文的任務(wù)是人工完成 95 萬(wàn)張星系圖像的分類(lèi)，根據(jù)形態(tài)把它們劃分為橢圓星系、旋渦星系等類(lèi)型，并從中挑選感興趣的樣本做后續(xù)的科學(xué)研究。想想還有 90 萬(wàn)張圖片要一一看完，凱文的頭都要大了。

為了放松一下身心，他放下手頭的工作，約上好朋友克里斯 · 林托特（Chris Lintott）一起走進(jìn)了酒吧。一邊喝，一遍聊著下午的星系圖片，思維火花的碰撞，讓兩個(gè)天文學(xué)家想到了 " 把星空交給大眾 " 的想法，何不發(fā)動(dòng)公眾對(duì) SDSS 的百萬(wàn)個(gè)星系圖片進(jìn)行分類(lèi)？真是妙不可言！他們當(dāng)即在一張餐巾紙上勾畫(huà)出了腦海中浮現(xiàn)出的這個(gè)公眾分類(lèi)星系的系統(tǒng)界面第一稿，" 星系動(dòng)物園 " 就這樣誕生了。

/ 給豌豆一個(gè)機(jī)會(huì)

星系動(dòng)物園誕生的幾天時(shí)間內(nèi)，立即得到了幾萬(wàn)名志愿者的注冊(cè)報(bào)名，他們不需要擁有專(zhuān)業(yè)的天文學(xué)知識(shí)，只需要由專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行簡(jiǎn)單的培訓(xùn)，根據(jù)星系呈現(xiàn)的形態(tài)，從影像中判定是橢圓星系還是旋渦星系，如果是旋渦的，就再判定它們是順時(shí)針還是逆時(shí)針?lè)较蚣纯伞５谝浑A段的星系動(dòng)物園，在近十萬(wàn)名志愿者的積極參與下，不到半年的時(shí)間就完成了 95 萬(wàn)個(gè)星系的分類(lèi)，而且平均每個(gè)星系被分類(lèi)判斷了 38 次。在分類(lèi)過(guò)程中，志愿者們發(fā)現(xiàn)了一組亮綠色的奇特星系，這些星系形態(tài)極其致密，看上去小小的圓圓的像豆子，很難歸為已知的星系類(lèi)型。

在 95 萬(wàn)張星系圖片庫(kù)中共找到了為數(shù)不多的251 個(gè)這種星系，251 個(gè) " 小家伙 " 放在一起就像綠豌豆派對(duì)，志愿者還專(zhuān)門(mén)建立了一個(gè)論壇在線討論這些致密星系，紛紛表示 " 給豌豆一個(gè)機(jī)會(huì) "，于是這些可愛(ài)的星系順理成章地被命名為" 綠豌豆星系 "。接地氣的項(xiàng)目給這么一個(gè)高大上的科學(xué)發(fā)現(xiàn)賦予了接地氣的名字，這豈不就是大眾科學(xué)的魅力嗎？

從科學(xué)上講，綠豌豆星系強(qiáng)烈的發(fā)射線使其在偽彩圖上呈現(xiàn)出明亮的綠色，這也意味著它們正在形成新的恒星。綠豌豆星系有著近鄰宇宙最高的恒星形成率，能在幾億年的時(shí)間內(nèi)質(zhì)量翻倍。它們大約在距離我們 15 億到 50 億光年的位置上，體積不足銀河系的十分之一，質(zhì)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。它們同樣因?yàn)楹艿偷慕饘僭睾浚ㄌ煳膶W(xué)上除了 H 和 He 之外的元素都被稱(chēng)為金屬）而知名。綠色豌豆星系在早期宇宙是十分常見(jiàn)的，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問(wèn)題提供了新的窗口。

/ 百果香里說(shuō)豐年

按照星系呈現(xiàn)的形態(tài)把星系大致分為橢圓星系、旋渦星系和不規(guī)則星系三大類(lèi)，其中旋渦星系根據(jù)星系核心為球狀還是棒狀，又分為一般旋渦星系和棒旋星系。我們的銀河系家園就屬于一種典型的棒旋星系。后來(lái)發(fā)現(xiàn)橢圓星系和旋渦星系的分類(lèi)連續(xù)性不好，所以又定義了透鏡狀星系。

而星系動(dòng)物園項(xiàng)目中公眾發(fā)現(xiàn)的綠豌豆星系，很難被歸屬在哈勃分類(lèi)中已知的星系類(lèi)型。它們個(gè)頭小，亮度暗，形態(tài)極其致密，觀測(cè)非常受限，對(duì)于望遠(yuǎn)鏡而言，能發(fā)現(xiàn)這種致密星系也是一項(xiàng)極其偶然的事情。在觀測(cè)數(shù)據(jù)生成的圖像上，這些致密星系呈現(xiàn)出不同的顏色和形態(tài)，天文學(xué)家沿用了之前綠豌豆的名字來(lái)對(duì)這一類(lèi)特殊星系進(jìn)行命名，既然那些圓圓的綠綠的被叫做綠豌豆星系，而有些致密星系如同晶瑩的紫球，則被稱(chēng)為" 紫葡萄星系 "，還有些扁扁的星系似藍(lán)藍(lán)的小漿果，則被叫做" 藍(lán)莓星系"…… 它們不僅外表美麗悅目 , 名字更是惹人垂涎，妥妥成就了一個(gè)宇宙星系 " 百果園 "。閉上眼盡是果香滿(mǎn)園，腦中頻現(xiàn)星系繞嘴邊，恨不能過(guò)一把采摘的癮。就算世界無(wú)童話(huà)，抱著想象實(shí)現(xiàn)它。

就在近期，科研人員利用我國(guó)的大型光譜巡天項(xiàng)目——郭守敬望遠(yuǎn)鏡（LAMOST），還著實(shí)過(guò)了一把宇宙中采摘 " 蔬果 " 星系的癮。國(guó)家天文臺(tái)博士生劉思琦、羅阿理研究員，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)王俊賢教授及上海天文臺(tái)沈世銀研究員等人在 LAMOST 海量光譜中發(fā)現(xiàn)了 1547 個(gè)致密星系，其中 1417 個(gè)為最新發(fā)現(xiàn)的，包括 739 個(gè)綠豌豆星系、270 個(gè)藍(lán)莓星系和 388 個(gè)紫葡萄星系，這是迄今為止一次性新發(fā)現(xiàn)致密星系數(shù)量最多的研究工作。在這之前，最大的具有光譜信息的綠豌豆星系樣本僅約 800 個(gè)成員。

這批致密星系的質(zhì)量范圍大約在 31 萬(wàn) -100 億個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量之間，最遠(yuǎn)到 90 億光年，最近的大概十幾億光年。它們之所以顏色不同的確和距離有關(guān)，藍(lán)莓最近，綠豌豆較遠(yuǎn)；紫葡萄有兩類(lèi)，一類(lèi)距離位于藍(lán)莓和綠豌豆之間，另一類(lèi)比綠豌豆更遠(yuǎn)。不同顏色的根本原因?qū)嶋H上是天文學(xué)上所說(shuō)的 " 紅移 " 導(dǎo)致的其強(qiáng)烈的輻射特征出現(xiàn)在不同的顏色波段。LAMOST 在這次發(fā)現(xiàn)中的表現(xiàn)真可謂：一眼千星廣撒網(wǎng)，宇宙星空采摘忙，百果香里說(shuō)豐年，聽(tīng)取 " 哇 " 聲一片。

LAMOST 望遠(yuǎn)鏡。版權(quán)／陳穎為

LAMOST 一次性 " 采摘 " 到的 1417 個(gè)致密星系，為天文學(xué)家提供了通過(guò)研究近鄰星系來(lái)了解宇宙早期星系演化的寶貴大樣本，還會(huì)衍生出很多有意思的科學(xué)研究，比如，可以進(jìn)一步對(duì)這些星系進(jìn)行射電波段的觀測(cè)，來(lái)研究是什么機(jī)制推動(dòng)它們具有如此強(qiáng)烈的恒星形成，以及這種恒星形成活動(dòng)能持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間等問(wèn)題。另外，這些新發(fā)現(xiàn)的星系還有一些獨(dú)有的特性，它們的氣體中除了氫、氦元素外，其它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(dú)善其身 " 地分散在宇宙的星際空間中。

隨著 LAMOST 巡天的繼續(xù)開(kāi)展，相信更多的綠豌豆星系、藍(lán)莓星系及紫葡萄星系將會(huì)陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，這為認(rèn)識(shí)早期宇宙的星系形成與演化帶來(lái)了更多可能性。