研究人員藉助ALMA發現了迄今觀測到的最古老星系

據外媒報道,研究人員通過分析阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)獲得的數據發現了一個大爆炸后僅14億年的螺旋星系這是迄今為止觀測到的最古老星系。在如此早期的階段就發現了一個螺旋結構的星系成為了解決天文學經典問題的一條重要線索:“螺旋星系是如何以及何時形成的?”

研究人員藉助ALMA發現了迄今觀測到的最古老星系

“我很興奮,因為在之前的任何文獻中,我從未見過如此清晰的證據證明一個遙遠星系擁有旋轉盤、螺旋結構和集中質量結構,”這項研究的論文主要作者Takafumi Tsukui說道,“ALMA數據的質量非常好,我能夠看到如此多的細節,以至於我認為它是附近的一個星系。”

我們所居住的銀河系是一個螺旋星系。螺旋星系是宇宙中最基本的天體,占星系總數的70%。然而其他研究表明,當回顧宇宙的歷史時,螺旋星系的比例迅速下降。那麼螺旋星系究竟是什麼時候形成的呢?

Tsukui和他的導師Satoru Iguchi在ALMA科學檔案中發現了一個名為BRI 1335-0417的星系。Satoru Iguchi是日本SOKENDAI和國家天文台的教授。該星系存在於124億年前,由於其包含了大量的塵埃所以遮蔽了星光。這使得人們很難用可見光來詳細研究這個星系。另一方面,ALMA可以探測星系中碳離子的無線電輻射,這使得科學家能夠調查星系中正在發生的事情。

研究人員發現了一個距離星系中心約1.5萬光年的螺旋結構。其大小是銀河系的1/3。BRI 1335-0417中恆星和星際物質的總質量估計大致相當於銀河系的質量。

“由於BRI 1335-0417是一個非常遙遠的天體,我們可能無法在這次觀測中看到星系的真正邊緣,”Tsukui表示,“對於一個存在於宇宙早期的星系來說,BRI 1335-0417是一個巨大的星系。”

那麼問題就來了,這個獨特的螺旋結構是如何在大爆炸后的14億年裡形成的?研究人員考慮了多種可能的原因,他們認為著可能是由於跟一個小星系的相互作用。BRI 1335-0417正在積極地形成恆星,研究人員發現,星系外部的氣體在引力上是不穩定的,而這有利於恆星的形成。這種情況很可能發生在大量的氣體從外部供應時,這可能是由於跟較小的星系碰撞造成。

BRI 1335-0417的命運也籠罩在神秘之中。在古代宇宙中,包含大量塵埃並積極產生恆星的星系被認為是現在宇宙中巨大橢圓星系的祖先。在這種情況下,BRI 1335-0417在未來會將其圓盤星系的形狀改變為橢圓星系。或者,與傳統觀點相反,該星系可能在很長一段時間內仍然是一個螺旋星系。BRI 1335-0417將在宇宙漫長歷史中星系形狀演化的研究中發揮重要作用。

Iguchi解釋稱:“我們的太陽系位於銀河系的一個螺旋臂上。追蹤螺旋結構的根源將為我們提供太陽系誕生環境的線索。我希望這項研究能進一步推進我們對星系形成歷史的了解。”

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