天文学家发现极其罕见的六重星系大合并
精选图像： [WHY J0501+01 星系团的 X 射线/光学合成图像，显示六重合併及星系团内光；来源：Z.L. Wen 等人，中国科学院 / 爱因斯坦探针]
由中国科学院温志良（Z.L. Wen）领导的天文学家团队在近邻宇宙中发现了一个极其罕见的事件：六个巨大星系正在合并成一个超大质量星系。这一发现已被 Astronomy & Astrophysics 接收发表，为宇宙中最大星系的形成过程提供了前所未有的快照。
目标天体是编号为 WHY J050106.2+013714 的星系团（简称 WHY J0501+01），红移为 0.151，距地球约 20 亿光年。虽然星系合并在天文学中很常见，但如此规模的六重合併极为罕见。通过对 DESI 传统成像巡天中 52,803 个星系团的系统搜索，研究人员发现只有这一个星系团包含四个以上的合并星系。在同一批样本中，仅识别出 12 个四重合併和 2,233 个双重合併。
这六个合并星系都非同小可：其中五个各自拥有超过 1,000 亿颗恒星，单个恒星质量超过 10^11 个太阳质量。第六个稍小的星系也参与其中。合并后的恒星总质量达到 1.16×10^12 个太阳质量，比此类星系团的典型标度关系预测值高出约 2.6 个标准差。在接下来的 8 亿到 19 亿年内完成合并后，结果将成为宇宙中已知最大的星系之一。
研究团队利用爱因斯坦探针的后续 X 射线望远镜（EP-FXT）的观测数据来研究星系团的气体动力学。X 射线数据揭示了一个动力学年轻且受到扰动的星系团，其气体平均温度为 2.8 千电子伏特，总 X 射线光度为每秒 9.4×10^43 尔格。这些值与典型扰动星系团的标度关系相符。
X 射线观测还显示了剧烈引力相互作用的证据：超高温等离子体的晃动以及可能由持续碰撞抛出的一股气体尾巴。这些星系本身被描述为”未松弛（unrelaxed）”，这是一个描述正在经历灾难性引力相互作用的系统的专业术语。
在合并星系周围，天文学家探测到了一个清晰界定的星系团内光（ICL）晕，延伸达 310 千秒差距（约 100 万光年）。这种幽灵般的光芒来自被合并的巨大潮汐力从其宿主星系中剥离的恒星。探测它需要仔细减去星系本身的光。
该星系团最初于 2018 年通过全天空巡天（Two Micron All Sky Survey、WISE 和 SuperCOSMOS）被识别。随后利用 DESI 传统成像巡天，使用位于亚利桑那州和智利的梅奥尔、博克和布兰科望远镜进行的后续工作，解析了此前隐藏在粗糙数据中的六重合併结构。
这一发现直接关系到天文学中一个长期存在的争论：最亮星系团星系（BCG），即星系团中心最明亮的星系，主要通过与小星系的频繁小型合并而增长，还是通过罕见但剧烈的大型合并而增长？WHY J0501+01 系统强烈支持大型合并的情景，提供了一个层级式星系组装在其最壮观时刻的清晰例证。
这一发现还为天文学家提供了一个难得的机会，让他们能够实时观察宇宙结构的形成。近邻宇宙中的大多数 BCG 已经完全形成，它们的合并历史早已结束。WHY J0501+01 为大多数星系团在数十亿年前完成的过程打开了一扇窗。
论文《A rare sextuple-merging brightest cluster galaxy system in a disturbed galaxy cluster observed with the Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope》已在 arXiv（2606.17700）上作为预印本发布，并已被 Astronomy & Astrophysics 接收发表。
婷 翻译