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天文学家在遥天堂v远的宇宙中发现了一个巨大的星系“造船厂”

天文学与空间 2022-08-17 00:01:15

由大型双目望远镜天文台拍摄 图:显示PHz G237原星系团和已确定的星系成员的天空区域

左侧面板显示了一幅多波段图像(11弧分×11弧分),结合了350微米处的赫歇尔亚毫米图像(红色,恒星形成示踪剂),以及3

绿色的6微米(恒星质量示踪剂),蓝色的XMM-Newton X射线图像(超大质量黑洞的示踪剂)

用斯巴鲁望远镜观察到的区域由黄色虚线矩形界定

通过斯巴鲁望远镜观察识别的星系成员显示为黄色菱形,通过光谱识别的星系显示为浅蓝色圆圈

右侧面板显示了中央2

7 arcmin x 1

原星系团的9弧分区域(红色:2

14微米,绿色:2

07微米,蓝色:1

25微米)

信贷:欧空局/赫歇尔和XMM-Newton;美国宇航局/斯皮策;NAOJ/斯巴鲁望远镜;大型双目望远镜;ESO/VISTA;Polletta等人

2021;Koyama等人

2021 一个国际天文学家小组报告了一个被认为是星系“原星系团”的结构的发现,该结构正在向星系超级星系团发展

这些观测位于距离地球110亿光年的地方,显示了宇宙30亿年前出现的原始光泽,当时宇宙的某些区域以更高的速度产生恒星

即使是星系也不喜欢孤独

虽然天文学家早就知道星系倾向于成群结队地聚集在一起,但从形成到形成朋友群的过程在宇宙学中仍然是一个悬而未决的问题

在《天文学和天体物理学杂志》上发表的一篇论文中,一个国际天文学家小组报告了发现的物体,这些物体似乎是正在形成的星系的新积累——被称为原始星系团

亚利桑那大学斯图尔特天文台天文学副教授、该研究的合著者布伦达·弗莱说:“这一发现是朝着实现我们的最终目标迈出的重要一步:理解星系团的组装,星系团是宇宙中存在的最大质量的结构。”

举一个当地的例子,银河系,我们太阳系的所在地,属于一个被称为本地组的星系团,而本地组又是处女座超星系团的一部分

但是110亿年前像处女座这样的超级星团是什么样子的呢? 弗莱说:“我们对原始星系团仍然知之甚少,部分原因是它们非常微弱,太微弱了,无法被光探测到。”

与此同时,已知它们在其他波长(如亚毫米)下辐射明亮

" 宇宙网的模拟——宇宙中纵横交错的巨大三维气体丝“蜘蛛网”

星系不是随机分布的,而是倾向于聚集在由红色区域描绘的宇宙网络的节点,形成如G237这样的原星系团

信用:国际双子座天文台

L

布莱恩-M

L

诺曼人 最初是由欧洲航天局的普朗克望远镜发现的,作为全天空调查的一部分,这种原始星系团在电磁光谱的远红外区域表现突出

研究人员筛选了2000多个候选物体的样本——可能正在变成星团的结构——发现了一个被命名为PHz G237的原星系团

01+42

50,简称G237

这些观测看起来很有希望,但要确认其身份,需要用其他望远镜进行后续观测

由国家天体物理研究所(位于意大利米兰的INAF)的玛丽·波莱塔领导的团队利用亚利桑那州的大型双目望远镜和日本的斯巴鲁望远镜的综合能力进行了观测

这项综合研究的结果是,研究小组确定了属于G237原星系团的63个星系

最初的发现发表在一篇论文(ui

adsabs

哈佛大学

edu/ABS/2021 & hellip;S

503升

1K/摘要),后续观测也是利用档案数据、赫歇尔空间天文台和斯皮策空间望远镜获得的

弗莱说:“你可以把G237这样的星系原星系团想象成一个正在组装大质量星系的星系造船厂,只是这种结构在宇宙30亿年前就存在了。”

“同时,族谱可能比你想象的更接近

因为宇宙是同质的,在所有方向上都是相同的,我们认为银河系可能在很小的时候就停靠在类似G237的原星系团节点上

" 起初,对G237的观察暗示了一个不切实际的高恒星形成率,研究小组努力理解这些数据

作者指出,G237原星系团似乎正在以10000倍于银河系的速度形成恒星

以这种速度,原星系团预计将迅速耗尽其恒星燃料,并随后稳定在一个类似处女座超星系团的复杂系统中

弗莱说:“迄今为止在G237中发现的63个星系中的每一个都像一个超速运转的恒星工厂。”

“就好像星系在加班加点组装恒星

生产率是不可持续的

按照这样的速度,供应链有望在不久的将来断裂,并永久关闭银河造船厂

" 如此高的产量只能通过连续注入燃料来维持,对恒星来说,这就是氢气

弗莱说,这一结果需要一个高效、完整的供应链,能够不合理地吸入大量新鲜气体,为恒星形成工厂提供燃料

“我们不知道那种气体来自哪里,”她说

后来,研究小组发现,一些信号来自与原星系团无关的星系,但根据Poletta的说法,即使去除了无关的信号,总的恒星形成率仍然很高,每年至少有一千个太阳质量

相比之下,银河系每年大约产生一个太阳质量

弗莱说:“我们现在拼凑出来的画面是一个成功的星系造船厂,它正在高效率地组装星系和其中的恒星,并且拥有更可持续的能源供应。”

宇宙中的所有星系都是一个巨大结构的一部分,这个巨大结构类似于一个被称为宇宙网的三维蜘蛛网形状

宇宙网的细丝在节点处相交,这相当于这里所用的类比中的银河造船厂

弗莱说:“我们认为,这些细丝介导了氢气从星系间空间的扩散介质转移到这些饥饿的、新形成的节点原星系团结构上。”

谈到未来的研究,波莱塔说:“我们正在分析更多关于这个和其他普朗克原星系团的观测结果,目标是追踪产生这些新形成的恒星并为超大质量黑洞提供能量的气体,以确定其来源并解释观测到的异常活动

" 弗莱说,她期待着将大型双目望远镜的数据与计划在12月发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测数据结合起来

“原星系团提供了一个机会来研究天文学中只有这个新天文台才能回答的关键问题,”她说,“比如是什么机制驱动了巨大的恒星形成,氢供应何时会耗尽,迫使这个星系造船厂关闭大门,变成一个类似于我们银河系的超级星系团?”

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