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天文学家合作创造新的方法来理解星系的演化

天文学与空间 2022-09-06 00:01:09

由托莱多大学制作 S12,一个位于近5亿光年之外的后星暴星系,在右边

它看起来像一只水母,一侧有大量恒星从星系中流出

信用:博士

托莱多大学天文学教授鲁帕利·钱德尔 疫情期间,托莱多大学的一对天文学家夫妇首次联手开发了一种新的方法来回顾过去,并改变我们对星系历史的理解方式

直到现在,在兼顾家庭生活和拼车越野的同时,他还在打造平行但独立的职业

天文学教授鲁帕利·钱德尔和博士

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乌托莱多·里特天体物理研究中心主任兼天文学教授史密斯将他们的专业领域进行了合并

与乌托莱多校友博士一起工作

亚当·斯默西纳(Adam Smercina)于2015年毕业,获得物理学学士学位,目前是华盛顿大学的博士后研究员,他们利用美国宇航局的哈勃太空望远镜聚焦于近5亿光年外的一个后星暴星系S12,它看起来像一只水母,一大堆恒星从星系的一侧流出

Smercina是将史密斯和钱德尔聚集在一起进行这项研究的“粘合剂”,从2012年开始,史密斯作为本科生与他一起研究恒星爆发后星系中的尘埃和气体

虽然像我们银河系这样的螺旋星系继续以相当稳定的速度形成恒星,但在过去5亿年的某个时候,爆发后星系经历了一次恒星形成的强烈爆发,关闭了它们的恒星形成

由此产生的突破性研究发表在《天体物理学杂志》上,概述了他们利用星系团群建立恒星爆发后星系恒星形成历史的新方法

该方法利用星团的年龄和质量估计来确定恒星爆发的强度和速度,恒星爆发阻止了银河系中更多恒星的形成

利用这种方法,天文学家发现S12在停止形成恒星之前经历了两次恒星暴增,而不是一次

史密斯说:“星后爆发代表了星系演化的一个阶段,这在今天是非常罕见的。”

“我们认为,几乎一半的星系在生命的某个阶段都经历过这个阶段

到目前为止,它们的恒星形成历史几乎完全是从它们的合成星光的详细模型中确定的

" 史密斯研究星暴后星系已经有十多年了,钱德尔研究的是星系中的星团,它们通常比史密斯数据中的星团近三四倍

钱德尔说:“星系团就像化石一样——它们可以确定年代,并为我们提供星系过去历史的线索。”

“只有在哈勃太空望远镜清晰的视野下,才能在这些星系中探测到星团

即使在地面上用望远镜拍摄的最高质量的图像中也检测不到星团

" 史密斯领导了几个大型多波长项目,以更好地了解后星暴星系的进化史

例如,他发现恒星形成的原始燃料——气体和尘埃——在包括S12在内的一些系统中仍然以惊人的数量存在,尽管目前没有恒星形成

史密斯说:“虽然研究来自这些星系的多种波长的光有助于确定爆发发生的时间,但我们无法确定关闭恒星形成的爆发实际上有多强和多长时间。”

“为了更好地理解这些星系是如何进化的,了解这一点很重要

" 天文学家利用在附近八个星系中研究得很好的星团质量和恒星形成率来开发新方法,这种方法可以用来确定许多恒星爆发后系统的近期恒星形成历史

研究人员对S-12采用了不同的方法,S-12是SDSS 623-52051-207的简称,因为它是在斯隆数字化天空测量(SDSS)中发现并编目的

钱德尔说:“它一定是我们研究过的所有星系中恒星形成率最高的星系之一。”

“S12是我研究过的最遥远的星系

" 这项研究表明,7000万年前,在一次短暂但剧烈的爆发形成了一些已知最大质量的星团之后,S12的恒星形成停止了,这些星团的质量比活跃合并星系中形成的同龄星团高几倍

该方法还揭示了早期的恒星形成爆发,这是以前的复合星光建模方法无法探测到的

史密斯说:“这些结果表明,S12的不寻常历史可能比预期的还要复杂,多个重大事件的复合将完全关闭恒星的形成。”

钱德尔和史密斯是四位天文学家中的两位,他们领导着美国宇航局计划于12月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的首批研究项目

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