恆星的形成發生在新生塵埃和氣體雲中，它們吸收了大部分發射的紫外線和光學輻射，但也阻擋了這些區域的光學觀測。然而，近幾十年來，赫歇爾(Herschel)和斯皮策(Spitzer)等紅外太空望遠鏡徹底改變了我們對塵埃星系中模糊恆星形成的理解，因為紅外線可以穿透塵埃雲，揭示正在形成的恆星。赫歇爾和斯皮策太空望遠鏡已經發現了大量塵埃、非常紅的恆星形成星系。
它們在紅外線非常明亮（超過一萬億倍太陽光度）非常明亮，但在較短的波長下卻看不到。事實上，這些塵埃星系是宇宙中大部分紅外背景光的來源。其中一些天體展示了已知的最極端星暴類型，恆星形成速率超過每年1000顆，但這種情況也非常罕見，平均只有一種，體積為數億立方光年。赫歇爾太空望遠鏡任務在塵埃排放達到峰值的遠紅外波段探索天空，發現了數千個候選塵埃星系。
哈佛史密森天體物理學中心天文學家馬特·阿什比(Matt Ashby)是一個大型天文學家團隊的成員，他們幫助更全面地描述了這些星系。研究小組確定了一組300個“紅外線”星系（即紅外波長最長的星系最亮），這些星系也被斯皮策太空望遠鏡上的IRAC相機在較短紅外波長下觀測到。研究小組收集了額外的亞毫米和毫米數據，以全面評估這些星系的輸出，並收集光譜來確定它們的距離和亮度。
發現的最遠星系來自大爆炸後約10億年（紅移6.02）的時代；也是研究中確認為引力透鏡的23個來源之一。天文學家們的結論是，這些紅外線星系雖然包括一些已知的最明亮、最大質量星系，但它們太罕見了，不能代表當地靜止星系的恆星形成前身；其他類型的星系將不得不扮演這一角色。但這項新研究已經確定了最極端的情況，對這些怪物的進一步研究將有助於確定宇宙中極端恆星的形成是如何運作的。
（上圖所示）一幅IRAC/Spitzer紅外圖像，顯示了一個包含紅外線發光星系的區域，該星系光線已經向我們傳播了大約120億年。天文學家已經完成了對300個早期宇宙中的紅外線發光恆星形成星系的詳細研究，其中23個是引力透鏡星系。
雖然這一類發光物體太罕見，無法解釋本地大質量靜止星系的起源，但它代表了宇宙中最極端的恆星形成星系。(白色圓圈表示36“大小的遠紅外線光束，紅色圓圈表示發光的亞毫米光源位置；其他物體也在現場)。圖片：Ma et al
博科園｜研究/來自：哈佛史密森天體物理學中心
參考期刊《天體物理學》
DOI: 10.3847/1538-4365/ab4194
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