說到星系分類，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——星系動物園項目，這是一個打破大數(shù)據(jù)局限的想法，將屬于大眾的星空交給大眾來參與，想想就是一件很酷的事情。故事還得從一個天文物理專業(yè)的研究生疲憊不堪的下午講起。

/ 星系動物園的由來

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

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

2007 年 7 月，一個周五的下午，當(dāng)時還是英國牛津大學(xué)研究生的凱文 · 沙文斯基（KevinSchawinski）眼睛緊盯著屏幕，一張一張審看美國斯隆數(shù)字巡天計劃項目（SDSS）拍攝的星系圖片，5 萬張，整整花了一周時間！簡直是無法描述的狀態(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 萬張星系圖像的分類，根據(jù)形態(tài)把它們劃分為橢圓星系、旋渦星系等類型，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，讓兩個天文學(xué)家想到了 " 把星空交給大眾 " 的想法，何不發(fā)動公眾對 SDSS 的百萬個星系圖片進行分類？真是妙不可言！他們當(dāng)即在一張餐巾紙上勾畫出了腦海中浮現(xiàn)出的這個公眾分類星系的系統(tǒng)界面第一稿，" 星系動物園 " 就這樣誕生了。

/ 給豌豆一個機會

星系動物園誕生的幾天時間內(nèi)，立即得到了幾萬名志愿者的注冊報名，他們不需要擁有專業(yè)的天文學(xué)知識，只需要由專業(yè)人士進行簡單的培訓(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針還是逆時針方向即可。第一階段的星系動物園，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型。

在 95 萬張星系圖片庫中共找到了為數(shù)不多的251 個這種星系，251 個 " 小家伙 " 放在一起就像綠豌豆派對，志愿者還專門建立了一個論壇在線討論這些致密星系，紛紛表示 " 給豌豆一個機會 "，于是這些可愛的星系順理成章地被命名為" 綠豌豆星系 "。接地氣的項目給這么一個高大上的科學(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。它們同樣因為很低的金屬元素含量（天文學(xué)上除了 H 和 He 之外的元素都被稱為金屬）而知名。綠色豌豆星系在早期宇宙是十分常見的，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題提供了新的窗口。

/ 百果香里說豐年

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，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。后來發(fā)現(xiàn)橢圓星系和旋渦星系的分類連續(xù)性不好，所以又定義了透鏡狀星系。

而星系動物園項目中公眾發(fā)現(xiàn)的綠豌豆星系，很難被歸屬在哈勃分類中已知的星系類型。它們個頭小，亮度暗，形態(tài)極其致密，觀測非常受限，對于望遠鏡而言，能發(fā)現(xiàn)這種致密星系也是一項極其偶然的事情。在觀測數(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對這一類特殊星系進行命名，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，則被稱為" 紫葡萄星系 "，還有些扁扁的星系似藍藍的小漿果，則被叫做" 藍莓星系"…… 它們不僅外表美麗悅目 , 名字更是惹人垂涎，妥妥成就了一個宇宙星系 " 百果園 "。閉上眼盡是果香滿園，腦中頻現(xiàn)星系繞嘴邊，恨不能過一把采摘的癮。就算世界無童話，抱著想象實現(xiàn)它。

就在近期，科研人員利用我國的大型光譜巡天項目——郭守敬望遠鏡（LAMOST），還著實過了一把宇宙中采摘 " 蔬果 " 星系的癮。國家天文臺博士生劉思琦、羅阿理研究員，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)王俊賢教授及上海天文臺沈世銀研究員等人在 LAMOST 海量光譜中發(fā)現(xiàn)了 1547 個致密星系，其中 1417 個為最新發(fā)現(xiàn)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(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 個成員。

這批致密星系的質(zhì)量范圍大約在 31 萬 -100 億個太陽質(zhì)量之間，最遠到 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)，藍莓最近，綠豌豆較遠；紫葡萄有兩類，一類距離位于藍莓和綠豌豆之間，另一類比綠豌豆更遠。不同顏色的根本原因?qū)嶋H上是天文學(xué)上所說的 " 紅移 " 導(dǎo)致的其強烈的輻射特征出現(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，百果香里說豐年，聽取 " 哇 " 聲一片。

LAMOST 望遠鏡。版權(quán)／陳穎為

LAMOST 一次性 " 采摘 " 到的 1417 個致密星系，為天文學(xué)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，還會衍生出很多有意思的科學(xué)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強烈的恒星形成，以及這種恒星形成活動能持續(xù)多長時間等問題。另外，這些新發(fā)現(xiàn)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(xù)被發(fā)現(xiàn)，這為認識早期宇宙的星系形成與演化帶來了更多可能性。