120億年前已然成型的巨大星系核

牧夫天文 發佈 2020-01-11T10:10:45+00:00

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翻譯:王雨陽

校對:牧夫校對組

編排:陶邦惠

後台:庫特莉亞芙卡 李子琦

原文連結:

https://www.nao.ac.jp/news/science/2019/20191219-subaru.html

圖片中央白圈內的紅點即為本次發現的星系。利用光譜觀測星系中恆星的運動,科學家發現組成該星系核心的部分在120億年前已然成型。(圖片來源:日本國立天文台)

譯者註:宇宙年齡138億年(2018年ESA普朗克望遠鏡結果)

來自日本國立天文台等機構的科學家組成研究小組,利用昴星團望遠鏡和凱克望遠鏡進行觀測,在120億年前的宇宙中發現了這一質量比我們的銀河系還要大的星系。該星系是恆星形成活動逐漸停止的寧靜星系,且為已知最遙遠的一個。同時,根據研究小組對星系中恆星運動的分析,該星系的核心部分120億年前已經成型。這一發現對理解星系形成的過程有著重要意義。

宇宙中星係數不勝數,大致可以分為兩類:活動星系與寧靜星系。星系是以氣體為原料生產恆星的工廠。大多數星系屬於活動星系:它們十分明亮,一刻不停地製造新的恆星。剩下的便是寧靜星系,因某些原因不再有新的恆星從中產生。科學家目前還沒有探明星系趨於寧靜的原因,而恆星形成活動微弱、漸趨停止的寧靜星系被認為是解開謎題的關鍵所在。

「昴星團— XMM牛頓深場」(原文為:すばるXMMニュートンディープフィールド;英文:Subaru/XMM-Newton Deep Survey (SXDS))利用昴星團望遠鏡進行長時間曝光拍攝,可以拍出十分暗弱的天體。研究小組從中找出寧靜星系,並進一步利用凱克望遠鏡上的近紅外光譜儀進行詳細觀測後,發現了這一星系。該星系不僅距離我們120億光年,處於誕生僅18億年的宇宙,而且科學家確認其恆星誕生活動正在減弱。這是至今已知寧靜星系中最遙遠,也是最古老的一個。科學家推測,宇宙歷史上最早停止產生恆星的寧靜星系質量應該十分巨大,而此次發現的星系確實如此。這一發現對解開星系中恆星誕生活動逐漸停止的秘密意義重大。

此外,研究發現該星系核心部分120億年前幾乎已經成型。觀測表明,其中的恆星與現今宇宙中大質量星系內的恆星運動速度相差無幾。也就是說,該星系的核心部分在120億年前已經與現在的大質量星系狀態類似(譯者註:該發現說明,從宇宙誕生約18億年後的120億年中,星系核幾乎沒有明顯演變)。目前為止使用相同方法測量發現的類似星系最早是110億年前,這一發現刷新了科學家們在這一領域的認識:星系核在宇宙還十分年輕的時候就已經成型了。

研究團隊對於今後課題的發展也有所展望:「大型星系是如何產生、成長、消亡的呢?星系核是何時形成的呢?為解決這些疑問,我們將繼續搜尋更遙遠、更古老的宇宙。

本次的研究成果已於2019年11月6日發表在美國天體物理學期刊Astrophysical Journal Letters上。(論文連結:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab4ff3)

責任編輯:郭皓存

牧夫新媒體編輯部

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影像來源:NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS

處理:Kevin M. Gill

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