今年7月，美國宇航局的最強望遠鏡——詹姆斯·韋布太空望遠鏡（JWST）公佈了第一批全綵宇宙影象，其中一個就是斯蒂芬五重星系。儘管它的影象很壯觀，但韋布還是錯過了一些更驚人的發現。

最近，我國科學家取得了重大發現，迄今為止宇宙最大的原子氣體結構，被我們的天眼FAST發現了！網友總是要問天眼有什麼用，這一次可以大飽眼福了！

斯蒂芬五重星系發現於1877年，是一個由5個星系組成的巨大結構。不過，其中有一個星系和另外4個沒有任何的關係，只是方向相同罷了，這個星系距離我們大約3900萬光年，而另外四個則位於2。9億光年以外。這4個星系組成了相互作用星系，它們的引力影響著彼此，未來有可能融合成為一個更加巨大的星系。

對於這樣的相互作用星系，天文學家一直非常感興趣。星系的碰撞、融合過程會催發許多極端的天體物理學現象，具有極高的研究價值，這也是我國科學家對斯蒂芬五重星系進行觀測的重要原因。

那麼，為何美國宇航局的韋布望遠鏡沒有拍攝並發現這個結構呢？

韋布望遠鏡發現不了這樣的結構也很正常，我們已經多次強調過，不同的望遠鏡之間觀測的目標不同，所以雖然都被籠統地稱為天文望遠鏡，但FAST和JWST其實是兩種不同的觀測裝置。

FAST全稱叫500米口徑球面射電望遠鏡，是目前全世界最強大的單口徑射電望遠鏡，並且至少在未來20年內都能保持在該領域的領先地位。和JWST最擅長在紅外波段進行觀測不同，FAST主要的工作頻段是70MHz—3GHz，接收的波長最短為分米級，因此在本次發現中更有優勢。

中國科學院國家天文臺徐聰研究員是本次研究的領導者，他介紹說：“自從145年前發現斯蒂芬五重星系以來，各種地基和太空望遠鏡都對其進行了廣泛的研究。”正因如此，他才率領了這支由中國、美國以及歐洲的科學家們共同組成的團隊，仔細觀測了斯蒂芬五重星系。

在本週三發表於《自然》期刊上的論文中研究人員指出：由於星系碰撞過程極其複雜，科學家們一直對斯蒂芬五重星系的相互作用和碰撞的細節及時間線有許多疑問。不過他們認為，宇宙中有一種“工具”有助於他們的研究，那就是彌散在相互作用星系周圍的原子氣體。

徐聰介紹說，宇宙中所有天體的起源，都離不開原子氣體。

在所有的原子中，研究人員又選擇了原子氫作為觀測物件。首先，原子氫是宇宙中最多的原子，更便於觀測。其次，原子氫在天體的碰撞過程中也是最容易、最早被剝離出來的。換句話說，它們的分佈可以提供這些星系之間最早的相互作用的資訊。

徐聰在接受採訪的時候表示，觀測這裡的原子氫並不是一件容易的事，因為它們的訊號非常弱，而且分佈的範圍非常廣。不過好在我們的天眼具備足夠強大的觀測能力，其綜合觀測能力是美國天眼阿雷西博射電望遠鏡的10倍以上，它把不可能的探測變成了可能。

透過中國天眼的觀測，天文學家發現了一個以前從未見到過的巨大原子氣體系統。這個原子氣體結構的寬度超過了200萬光年，整整是銀河系直徑的20倍！它比以往人類發現的最大的相似結構還要至少大1倍，只不過密度低得多，至少低了一個量級。而且，它的實際尺寸很可能還要比這更大，因為它的規模已經超出了本次拍攝的範圍！

不僅如此，這個彌散結構所處的位置和比較特殊，因為它離斯蒂芬五重星系的中心相對比較遠。徐聰介紹說，一般原子氫都位於星系內部或附近不遠的區域內，它們都是星系的組成部分。在引力的作用下，這些原子氫會逐漸聚集在一起，形成分子，或者坍縮成恆星。

透過這一次的發現，天文學家們需要重新思考星系群外部氣體的特性。在未來對星系集合進行建模的時候，也需要重新審視這些星際介質的分佈情況，以達到最準確的模擬結果。

研究人員進一步分析後發現，導致這個巨大結構的罪魁禍首，很有可能是附近的另一個星系，名字叫NGC 7320a。

據觀測，NGC 7320a正在以每小時6702公里的速度在宇宙中飛馳。研究人員據此推測，大約15億年前的時候，這個星系從斯蒂芬五重星系中心穿心而過。就像在水中游動會留下尾流一樣，NGC 7320a也拖出了一道長長的潮汐尾巴，它形成了今天我們看到的這個巨大的結構。

不過它不是在碰撞之後形成的，而是形成於距今大約10億年前。這也足夠令研究人員費解了，他們還不清楚為何這個結構能夠在如此漫長的歲月裡仍然還在，按照以往的理論，它應該早就被宇宙中的紫外線輻射摧毀了。根據他們的推測，這個結構仍然還會留存差不多5億年的時間，才會逐漸消失。

另一個可能的罪魁禍首是一個名叫Anon 4的星系，它在大約10億年前撞上了斯蒂芬五重星系。它幾乎是把星系內的原子氫拱了出來，形成了一個膨脹的密度波最終形成了這個巨大的彌散結構。

研究人員相信，在宇宙的其他角落，一定還隱藏著更多大質量的氣體結構。而且，這些氣體結構只能透過天眼這樣強大的射電望遠鏡才能發現。

透過對這些氣體結構的觀測和分析，天文學家可以更好地瞭解斯蒂芬五重星系是如何形成的，也可以用來推測其他星系或者天體的形成機制。

根據我國天文學家的介紹，在未來，我們還將建造5臺500米口徑的射電望遠鏡。有了這麼多的天眼，我們對於宇宙的觀測效率還將再提升一個巨大的臺階。許多未解之謎，或將在中國天眼的觀測下一覽無餘。