?

簡(jiǎn)介：科學(xué)家使用歐洲空間天文臺(tái)的Atacama大型毫米/亞毫米陣列對(duì)120億光年遠(yuǎn)的星系SPT0418-47進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)早期宇宙似乎并不像想象中的那樣混沌，甚至非常像附近時(shí)期的星系。

?

在大爆炸產(chǎn)生了宇宙后不久，宇宙是粒子和熱氣的旋渦式混合。

天文學(xué)家最近利用引力透鏡觀察早期宇宙，看到一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系處于形成的早期階段。令他們驚訝的是，這個(gè)星系看起來(lái)很像我們的銀河系——而且不像他們想象中的初期世界那樣混亂。

周三發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究詳細(xì)闡述了這一發(fā)現(xiàn)。

?

這個(gè)名為SPT0418-47的星系受到附近星系的引力透視鏡作用，在天空中呈現(xiàn)近乎完美的光環(huán)。圖片來(lái)自ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo 等。

?

?

研究小組使用歐洲空間天文臺(tái)的的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列來(lái)觀測(cè)這個(gè)星系，他們稱之為SPT0418-47。

SPT0418-47 距離地球約120億光年，光年相當(dāng)于光走了一年的距離，因此它存在于宇宙僅18億歲的時(shí)候。天文學(xué)家認(rèn)為宇宙的年齡大約是138億光年。

?

回望過去，這項(xiàng)研究依賴于一種叫做引力透鏡的方法，適用于當(dāng)大量物質(zhì)產(chǎn)生一個(gè)引力場(chǎng)能夠放大來(lái)自遙遠(yuǎn)星系的光時(shí)。這基本上就像透過一個(gè)巨大的放大鏡看東西。

觀察早期宇宙中的遙遠(yuǎn)星系對(duì)于理解星系是如何隨著時(shí)間的推移而形成和演化來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。通過引力透鏡，天文學(xué)家們仿佛回到這些星系剛形成與早期宇宙的時(shí)期。

?

此前，天文學(xué)家們認(rèn)為像SPT0418-47這樣的年輕星系會(huì)是一個(gè)極度混亂的地方，有著高速率的恒星形成和旋渦狀的氣體和塵埃——本質(zhì)上是一種星系的混亂。相應(yīng)的，他們認(rèn)為新生星系缺乏成熟星系的結(jié)構(gòu)。

但更讓他們驚訝的是，SPT0418-47看起來(lái)很像我們的銀河系。雖然這個(gè)年輕遙遠(yuǎn)的星系沒有銀河系標(biāo)志性的旋臂，但它有一個(gè)旋轉(zhuǎn)的圓盤和一個(gè)凸起——是星系中心周圍聚集的一大群恒星。

?

“這一結(jié)果代表星系形成領(lǐng)域的一個(gè)突破，表明我們觀察到的附近的螺旋星系和銀河系的結(jié)構(gòu)在120億年前就存在了”，主要作者弗朗西斯卡里佐（Francesca Rizzo），一名在德國(guó)馬克思普朗克天文研究所的博士生，在一份聲明中解釋道。

?

這一發(fā)現(xiàn)表明早起宇宙或許并不像科學(xué)家認(rèn)為的那樣混亂，而且結(jié)構(gòu)良好的星系在宇宙中形成的時(shí)間可能比天文學(xué)家預(yù)期的要早得多。

?

“我們的發(fā)現(xiàn)很令人費(fèi)解，盡管形成恒星的速率很高，這理應(yīng)是一個(gè)高能量場(chǎng)的過程，SPT0418-47卻是我們?cè)谠缙谟钪嬷杏^察到的最有序的星系盤”，合著者，馬普天體物理研究所的研究員西蒙娜貝吉娣（Simona Vegetti）解釋道?！斑@個(gè)結(jié)果非常出乎意料，它對(duì)我們認(rèn)識(shí)到星系如何演化有著重要的意義”。

接下來(lái)，天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)計(jì)劃對(duì)SPT0418-47星系進(jìn)行進(jìn)一步地觀察，以揭開它如何在這么短的時(shí)間，就變得像大約存在了135億年的銀河系一樣。

?

早期宇宙所特有的極端天體物理過程和條件，預(yù)計(jì)將會(huì)產(chǎn)生與今天觀測(cè)到的動(dòng)態(tài)不同的年輕星系。這是因?yàn)榕c星系合并和超新星爆炸相關(guān)的強(qiáng)烈效應(yīng)將導(dǎo)致大多數(shù)年輕的恒星形成星系處于動(dòng)態(tài)的熱、混沌和非常不穩(wěn)定的狀態(tài)。在這我們要報(bào)告在宇宙只有14億年的時(shí)候，在一個(gè)紅移率為4.2的星系中出現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)冷，由大量恒信組成的旋轉(zhuǎn)圓盤星系。SPT-S J041839-4751.9星系受到一個(gè)z = 0.263的前景星系強(qiáng)烈的引力透鏡效應(yīng)，它是一個(gè)典型的塵埃星爆，其全球恒星形成和塵埃特性與當(dāng)前的數(shù)值模擬和觀測(cè)結(jié)果一致。

干涉成像的空間分辨率大約60秒差距揭示了一個(gè)旋轉(zhuǎn)的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)比是9.7±0.4,這個(gè)比例至少是這個(gè)時(shí)期任何星系演化模型的四倍，但與已知宇宙中螺旋星系的比例相似。我們推導(dǎo)出一個(gè)具有附近大質(zhì)量螺旋星系典型形狀的旋轉(zhuǎn)曲線，這表明至少有一些年輕的星系在動(dòng)態(tài)上與在已知宇宙中觀察到的星系相似，并且只受極端物理過程的微弱影響。

BY: inverse

FY: 嗆嗆

如有相關(guān)內(nèi)容侵權(quán)，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)布后聯(lián)系作者刪除

轉(zhuǎn)載還請(qǐng)取得授權(quán)，并注意保持完整性和注明出處