年轻宇宙中发现的 隐形 星系

  • 发布时间:2021-03-03 07:59:15 来源:
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在挖掘宇宙最早时代的深层观察中,天文学家已经挖掘出了现代大质量星系的祖先。这些尘埃状的星系充满了恒星 - 但它们在天文学家通常探测的波长下是不可见的。

天文学家花了数年时间观察哈勃望远镜和斯皮策太空望远镜以及其他设施的天窗。这项被称为宇宙大会近红外深海河外遗产调查(CANDELS)的调查,在我们今天看到的大多数恒星形成的宇宙中午时,宇宙黎明 - 星系首次出现时 - 采集数十万个星系。现在,8月7日发表在“ 自然”杂志上的一项新研究显示,有几十个星系发射亚毫米波长的辐射。它们代表了星系演化中缺失的环节。

王涛(东京大学,法国替代能源和原子能委员会,国家天文台)及其同事专注于在CANDELS领域探测到63个红外 - 明亮星系。虽然斯皮策太空望远镜已经探测到来自这些光源的红外辐射,但是当通过近可见波段观察时它们会消失。(具体来说,星系从H波段滤波器开始变暗,中心波长为1,650纳米。)Wang和他的团队使用智利的阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测每个星系。他们对其中的39个进行了探测,探测到亚毫米波长的星系。

ALMA观测显示,这些光学隐形星系正在爆发新恒星,形成的速度大约是银河系的200倍。但是这些新生恒星被灰尘笼罩得如此严重,除非波长很长,否则它们是看不见的。

这留下了一个问题,沉思Allison Kirkpatrick,一位没有参与这项研究的星系演化专家:所有这些尘埃来自哪里?

尘埃就是事物

超新星1987A的尘埃

赫歇尔空间天文台和哈勃太空望远镜分别以较长(左)和较短(右)波长成像Supernova 1987A。Herschel图像显示红外和亚毫米光,显示超新星遗体中形成的尘埃。

在宇宙大爆炸之后,新发现的星系在宇宙中存在了10亿到30亿年,这是“黎明”和“中午”之间的时间(宇宙十一,如果你愿意的话)。在此期间,恒星形成在整个宇宙中升起,而星辰也意味着星际死亡。在超新星爆炸之后形成了尘埃,但柯克帕特里克指出,天文学家并不认为这么快就会有足够的超新星产生如此多的尘埃。

由于天文学家并不期待尘埃,他们并没有期待“看不见的”星系。新生恒星在紫外波长下最亮,但不断扩大的宇宙将延伸来自更遥远星系的光子波长。如果距离足够远,星系在光学或甚至近红外波长下可能看起来很亮。无论如何,如果没有灰尘,那么我们应该能够仅使用紫外,光学和近红外波长来观察远近的星系。

亚毫米波长的观测现在已经出现了星系,但是这些星球工厂每年都会产生数千颗恒星。那些星系虽然引人入胜,却很少见。然而,王的团队所看到的昏暗笼罩的星系很常见,它们可以代表我们在今天的宇宙中看到的巨大的椭圆星系的祖先。

然而,像这样的结果表明,年轻的宇宙比我们想象的更尘埃。“这意味着我们不了解早期宇宙中的恒星形成,”柯克帕特里克说。“截至本文,理论基于过时的观察。”

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