宇宙大爆炸后7亿年就出现!科学家发现最遥远的星系之一

劲揪IT 2022-06-25 13:33:22

2007 年哈伯太空望远镜首次观测到 A1689-zD1 星系,当时是已知距离地球最遥远的星系之一(目前发现最遥远的星系)。 从发现 A1689-zD1 以来,天文学家持续研究,红移值(redshift)z=7.13,推算距离地球约 130 亿光年,表示此星系在宇宙大爆炸后约 7 亿年就出现。

A1689-zD1认为是年轻正在形成恒星的星系,比银河系亮度和质量略小。 相对大质量星系,天文学家视之为研究正常星系(normal galaxies)演化的重要样本。 近期观测分析发现,大小比原本认定要大,且核心流出大量高温气体,外围散发一圈低温气体光晕,此现象比科学家以前认知的星系形成模型更活耀。

A1689-zD1前方恰好有个Abell 1689星系团,透过Abell 1689星系团的重力透镜效应,使A1689-zD1光芒聚焦、亮度变亮得以发现。 史匹哲太空望远镜与哈伯太空望远镜都能观测到A1689-zD1,但最清楚的星系图像资料,是由阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)观测,从数据可看出太空望远镜无法呈现的细节。

▲ 阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)。 (Source:ESO/C. Pontoni)

ALMA观测数据发现,A1689-zD1碳气体光晕分布比哈伯太空望远镜观测要广泛。 A1689-zD1周围充满碳气体光晕,星系观察到的碳气体通常与中性氢气位于相同区域,中性氢气区域是新恒星形成的地方,代表年轻的A1689-zD1比科学家预估还大。

尽管这类气体也可能是因为星系形成初期发生合并或外流时结构破坏产生。 无论哪种方式,都表示星系形成初期非常活耀。 这发现对宇宙早期星系形成及演化的理论产生重大影响。

研究团队也发现,A1689-zD1中心有高温电离气体外流迹象,这些气体通常代表有极端高能事件,如星系中心超新星爆炸或黑洞吸积盘的强大喷流。 这些高温气体流出与星系外围低温碳气体的光晕有何关联,引起研究人员兴趣。

研究人员推测,宇宙早期阶段,可在年轻星系A1689-zD1看见气体光晕现象,表示可能很普遍。 研究人员将继续观测宇宙早期年龄相似的星系,以确定A1689-zD1大小和活跃性是否有正常性或是异常状况。 未来也期望利用韦伯太空望远镜的观测数据,取得更多样本。 研究于ArXiv网站公开。

▲ A1689-zD1位于Virgo constellation cluster,重力透镜效应让它看起来亮度增加9倍。 (Source:ALMA)

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