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ALMA和VLT揭示了Dusty和EvolvedGalaxy

ALMA和VLT揭示了Dusty和EvolvedGalaxy

发布时间:2018-05-16    浏览量:2

                       

有史以来最遥远的星系之一为天文学家提供了在这样一个遥远的恒星形成系统中首次探测到的尘埃,并为宇宙大爆炸后星系的快速演化提供了诱人的证据。新的观测结果使用ALMA从银河系A1689-zD1中的冷尘中获取微弱的辉光,并使用ESO的超大型望远镜来测量它的距离。

由哥本哈根大学的Darach Watson领导的一个天文学家小组使用超大望远镜的X射线仪和Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)观测了有史以来发现的最年轻和最偏远的星系之一。他们惊讶地发现系统远远超出预期。它有一小部分类似于非常成熟的星系,如银河系。这种尘埃对生命至关重要,因为它有助于形成行星,复杂的分子和恒星。

他们观察的目标称为A1689-zD1 [1]。它只能通过引力透镜将其亮度放大9倍以上,其形式为壮观的星系团Abell 1689,位于年轻的星系和地球之间。没有引力推动,这个微弱的星系发出的光会太弱而无法察觉。

当宇宙只有大约7亿年的时候,我们看到了A1689-zD1--它现在的年龄的5%[2]。它是一个相对温和的系统 - 与早期宇宙这个​​阶段已经研究过的许多其他物体相比,质量和发光都要小得多,因此也是当时银河系更典型的例子。

正在观测A1689-zD1,因为它是在重新电离期间,当最早的恒星带来了一个宇宙黎明时,第一次照亮了一个巨大而透明的宇宙并终止了黑暗时代的延长停滞。预计看起来像一个新形成的系统,银河系以其丰富的化学复杂性和丰富的星际尘埃观察人员感到惊讶。

“使用VLT确认星系的距离后,”Darach Watson说道,“我们意识到之前在ALMA中观察到了它。我们没有期望找到太多东西,但我可以告诉你,当我们意识到不仅ALMA观察到它时,我们都非常兴奋,但有一个明确的发现。 ALMA天文台的主要目标之一是从早期宇宙中的冷气体和尘埃排放中找到星系 - 我们已经拥有它了!“

这个星系是一个宇宙婴儿 - 但它被证明是早熟的。在这个年龄,预计会显示缺乏更重的化学元素 - 比天然学中定义的金属更重的氢和氦。这些产生于恒星的腹部,一旦恒星爆炸或以其他方式消失,它们就会分散在广泛的范围内。这个过程需要重复许多恒星世代以产生显着丰度的重元素,如碳,氧和氮。

令人惊讶的是,星系A1689-zD1似乎在远红外线发射了大量的辐射[3],表明它已经产生了许多恒星和大量的金属,并且透露它不仅含有尘埃,而且还有尘埃气体比例与更成熟的星系类似。

“尽管银河系粉尘的确切来源仍然不明朗,”Darach Watson解释说,“我们的研究结果表明,它的产生速度非常快,在宇宙星球形成开始仅5亿年内 - 宇宙学时间框架非常短大多数恒星寿命达数十亿年。“

这些发现表明,A1689-zD1自宇宙大爆炸后的5.6亿年以来一直以中等速度持续形成恒星,或者在进入恒星形成衰退状态之前非常迅速地经历了其极端爆发的时期。

在这个结果之前,天文学家一直担心这种遥远的星系不会以这种方式被探测到,但是A1689-zD1仅仅是使用ALMA进行简短的观测而被检测到的。

该论文的共同作者Kirsten Knudsen(瑞典查尔姆斯理工大学)补充说:“这个令人惊讶的尘土飞扬的星系似乎已经急于成为其第一代恒星。未来,ALMA将能够帮助我们找到更多像这样的星系,并且了解他们如此热衷于成长的原因。“

笔记

[1]这个星系早在哈勃望远镜的图像中被发现,并且被怀疑是非常遥远的,但是那个距离当时还不能确定。

[2]这对应于7.5的红移。

[3]宇宙到达地球的时候,这种辐射被延伸到毫米波段,因此可以用ALMA来检测。

出版物:Darach Watson等人,“在再现电离时期的尘埃,正常星系”,Nature,2015; DOI:10.1038 / nature14164

PDF研究副本:在电解质再生过程中尘土飞扬的正常星系

来源:欧洲南方天文台

图片:美国宇航局; ESA; L.布拉德利(约翰霍普金斯大学); R. Bouwens(加州大学圣克鲁兹分校); H.福特(约翰霍普金斯大学);和G. Illingworth(加州大学圣克鲁兹分校)

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