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阿尔福田由纪惠玛发现早期宇宙中巨大的旋转圆盘

天文学与空间 2021-12-14 00:01:10

由国家射电天文台 艺术家对沃尔夫盘的印象,沃尔夫盘是早期尘埃宇宙中的一个巨大旋转盘星系

该星系最初是在ALMA检查来自更远的类星体的光线时发现的(左上角)

信用:NRAO/AUI/美国国家科学基金会

达格内洛 在我们的13

80亿年前的宇宙,大多数像我们银河系这样的星系逐渐形成,相对较晚才达到它们的大质量

但是,阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)发现了一个巨大的旋转圆盘星系,这是在宇宙只有其当前年龄的10%时发现的,这一新发现对传统的星系形成模型提出了挑战

这项研究发表在2020年5月20日的《自然》杂志上

银河系DLA0817g,以已故天文学家阿瑟·M·命名为沃尔夫盘

沃尔夫星系是迄今为止观测到的最远的旋转圆盘星系

ALMA无与伦比的力量使我们有可能看到这个星系以每秒170英里(272公里)的速度旋转,类似于我们的银河系

“虽然先前的研究暗示了这些早期旋转的富含气体的盘状星系的存在,但多亏了阿尔玛,我们现在有明确的证据表明它们早在1

位于德国海德堡的马克斯·普朗克天文学研究所的首席作者马塞尔·尼尔曼说

沃尔夫圆盘是如何形成的? 沃尔夫盘的发现为许多星系形成模拟提供了挑战,这些模拟预测在宇宙演化的这一点上,大质量星系是通过许多较小星系和热气体团的合并而形成的

尼尔曼解释说:“我们在宇宙早期发现的大多数星系看起来像火车残骸,因为它们经历了持续且经常‘猛烈’的合并。”

“这些热合并使得很难形成像我们在当前宇宙中观察到的有序的冷旋转圆盘

" 阿尔玛无线电图像的沃尔夫盘,看到时宇宙只有其当前年龄的10%

信用:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),M

尼尔曼;NRAO/AUI/国家科学基金会

达格内洛 在大多数星系形成的场景中,星系只是在大爆炸后60亿年左右才开始显示出一个成形良好的圆盘

事实上,天文学家在宇宙只有其当前年龄的10%时就发现了这样一个盘状星系,这表明一定是其他的生长过程占据了主导地位

“我们认为沃尔夫盘主要是通过冷气体的稳定增长而发展起来的,”J

加州大学圣克鲁斯分校的泽维尔·普罗恰斯卡是这篇论文的合著者

“然而,仍然存在的一个问题是如何组装如此大的气团,同时保持相对稳定的旋转圆盘

" 恒星形成 该团队还使用了国家科学基金会的卡尔·G

扬斯基甚大阵列(VLA)和美国国家航空航天局/欧空局哈勃太空望远镜了解更多关于沃尔夫盘恒星形成的信息

在无线电波中,阿尔玛观察了星系的运动和原子气体和尘埃的质量,而VLA测量了分子质量的数量——恒星形成的燃料

在紫外光下,哈勃观察到了巨大的恒星

普罗恰斯卡解释说:“沃尔夫星盘的恒星形成率至少比我们所在的星系高十倍。”

“它一定是早期宇宙中最具生产力的盘状星系之一

" 阿尔玛(右为红色)、VLA(左为绿色)和哈勃太空望远镜(两幅图像都是蓝色)所看到的沃尔夫圆盘

在无线电光下,阿尔玛观察了星系的运动和原子气体和尘埃的质量,VLA测量了分子质量的数量

在紫外光下,哈勃观察到了巨大的恒星

VLA图像的空间分辨率比阿尔玛图像低,因此看起来更大、更像素化

信用:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO),M

尼尔曼;NRAO/AUI/国家科学基金会

达格内洛;美国航天局/欧空局哈勃 一个“正常”的星系 沃尔夫盘是阿尔玛在2017年首次发现的

尼尔曼和他的团队在检查来自更远的类星体的光线时发现了这个星系

类星体发出的光在穿过星系周围巨大的氢气储存库时被吸收了——这就是它展示自己的方式

天文学家使用这种“吸收”方法来寻找早期宇宙中更暗、更“正常”的星系,而不是从极其明亮但更罕见的星系中寻找直射光

尼尔曼说:“我们用这种方法发现了沃尔夫盘,这一事实告诉我们,它属于早期存在的正常星系。”

“当我们对阿尔玛星系的最新观察令人惊讶地表明它正在旋转时,我们意识到早期的旋转圆盘星系并不像我们想象的那样罕见,而且应该有更多的旋转圆盘星系存在

" 资助这台望远镜的美国国家科学基金会天文学项目主任乔·佩斯说:“这次观测集中体现了我们对宇宙的理解是如何随着阿尔玛给射电天文学带来的高级灵敏度而得到增强的。”

“ALMA让我们几乎每次观察都能做出新的、意想不到的发现

"

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