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在古老的银河“城市”中发现的死亡星系比例高得惊人

天文学与空间 2023-10-17 22:34:43

作者:加州大学河滨分校伊克巴尔·皮塔尔瓦拉 在早期宇宙中,所有先前发现的遥远的原始星系团,例如“蜘蛛网”(左图:艺术家的印象),都充满了活跃的恒星形成星系

相比之下,新发现的原星系团“MAGAZ3NE J095924+022537”包含大量红色和死亡星系,就像附近的“彗发”星系团(右)

发现一个古老的星系团,其中包含类似于现代星系团的星系,这是一个巨大的惊喜

信用:蜘蛛网:M

kornmesser/ESO;昏迷:罗斯·卡罗尔、罗伯特·詹德勒和鲍勃·弗兰克/丹·佐瓦达纪念天文台

由加州大学河滨分校的研究人员领导的一个国际天文学家小组发现了在早期宇宙中形成的一个不寻常的巨大年轻星系团

新发现的成长中的银河大都市,名为MAGAZ3NE J095924+022537,是一个新生的星系团,或称原星系团,由至少38个成员星系组成,大约有11个

距离地球80亿光年

星系团在重力作用下随着时间的推移而增长,在今天的宇宙中,可以包含数百甚至数千个星系,以及热气和暗物质

随着时间的推移,它们的星系燃烧掉可用的燃料,从活跃的恒星形成星系进化成红色的死亡星系

加州大学河滨分校物理和天文系的研究生、发表在《天体物理学杂志》上的研究论文的主要作者伊恩·麦科纳奇说:“在早期宇宙中,迄今为止发现的所有原始星系团都充满了活跃的恒星形成星系。”

“但令人难以置信的是,与这个时代发现的所有其他原始星系团不同,MAGAZ3NE J0959中的许多星系似乎已经停止形成恒星

" 合著者吉莉安·威尔逊是UCR大学的物理学和天文学教授,他的实验室麦科纳奇工作,他说,J0959是从“Z > 3近红外大质量古星系”(MAGAZ3NE)调查中发现的,该调查旨在发现和研究超大质量星系及其邻居

她说:“我们看到这个原始星系团是在宇宙不到20亿年的时候出现的。”

“就好像你拿了一个像彗发一样的星系团,离地球最近的丰富星系团,然后把它放入早期宇宙

" 合著者本杰明·福雷斯特是威尔逊实验室的前博士后研究员,现就职于加州大学戴维斯分校,他解释说,MAGAZ3NE J0959的核心是一个超大质量星系,它已经形成了超过2000亿个太阳的质量

他说:“为什么这个超大规模星系和它的许多邻居形成了它们的大部分恒星,然后在宇宙还很年轻的时候就变得不活跃了,这与同时期的其他已知原始星系团形成了对比,这是一个很大的谜。”

“为什么它的星系与所有其他已知的原星系团如此不同,与昏迷中的星系如此相似,这完全是个谜

" 福雷斯特补充说,MAGAZ3NE J0959是从地面上被发现的,但是强大的新能力的出现,比如最近发射的詹姆斯·韦伯太空望远镜,应该很快就会揭示是否有其他像MAGAZ3NE J0959这样的原星系团挤满了等待在早期宇宙中被发现的死亡星系

福勒斯特说:“如果大量发现这样的原星系团,这将意味着当前的原星系团形成范式需要进行重大修改。”

“必须采用一种新的方案,即早期宇宙中存在于不同状态的原星系团

随着许多成员星系在最初的20亿年中熄灭,这几乎肯定会给当前的星系模拟模型带来重大挑战

" 该团队使用了来自西方的光谱观测

M

凯克天文台的红外探测多目标摄谱仪,对MAGAZ3NE J0959进行详细测量,并精确量化其距离

与超大质量星系如何形成的问题密切相关的是它们形成的环境问题,例如,它们总是在像原星系团这样密度过高的环境中被发现,还是它们也可以孤立形成?接下来,该团队计划在MAGAZ3NE调查中研究所有其他超大质量星系的邻域,以回答这个问题

参与这项研究的其他研究人员是加拿大约克大学的西米莱·马尔桑和亚当·穆津;加州大学欧文分校的迈克尔·库帕;塔夫茨大学的Marianna Annunziatella和Danilo MarchesiniUCR的杰弗里·陈和穆罕默德·阿卜杜拉;凯克天文台的珀西·戈麦斯;意大利布雷拉天文台的保罗·萨拉科;智利圣地亚哥安德烈斯·贝洛国立大学的朱莉·南塔伊斯

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