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ALMA首次观看早期宇宙中星系的形成

发布时间:2018-05-16    点击量:25

em来自Atacama大型毫米/亚毫米阵列的新观测揭示了早期宇宙中正常星系中最远的恒星形成气体云。 / em

这些新图像让天文学家开始了解第一代星系是如何建立起来的,以及它们在电子再生时代如何清除宇宙雾。这是这种星系首次被视为不仅仅是模糊的斑点。

当宇宙大爆炸后的第一个星系开始形成几亿年后,宇宙中充满了氢气雾。但随着越来越多的精彩资源 - 由巨大的黑洞驱动的恒星和类星体 - 开始发光,他们清除了雾气,并使宇宙对紫外线透明。天文学家把这称为再电离时代,但对这些第一个星系知之甚少,直到现在它们才被看作是非常微弱的斑点。但是现在使用ALMA的新功能开始改变这种状况。

由Roberto Maiolino(英国剑桥大学卡文迪什实验室和Kavli宇宙学研究所)领导的一个天文学家小组在大爆炸发生后大约8亿年前就已经知道了ALMA的星系。天文学家并没有在寻找来自恒星的光,而是从恒星形成的气体云中发出的微弱的电离碳。他们想研究年轻一代恒星与组成这些第一星系的冷团之间的相互作用。

他们也没有在寻找极其辉煌的稀有物体 - 例如星体形成率很高的类星体和星系,这些物体到目前为止都是被看到的。相反,他们把精力集中在那些不那么戏剧化但更普遍的星系上,它们将宇宙再次电离并转变成我们周围看到的大部分星系。

从其中一个星系 - 给定标签BDF 3299 - ALMA可以从发光的碳中拾取一个微弱但清晰的信号。然而,这种辉光不是来自银河系的中心,而是来自一侧。

合着者Andrea Ferrara(意大利比萨的Scuola Normale Superiore)解释了这一新发现的重要性:“这是迄今为止距离”正常“星系这种发射最远的一次探测,大爆炸。它让我们有机会观看第一个星系的建立。我们第一次看到早期的星系不仅仅是一个小小的斑点,而是作为内部结构的物体!“

天文学家认为,偏离中心的位置是因为中心云被新形成的恒星形成的恶劣环境所破坏 - 它们的强烈辐射和超新星爆炸的影响 - 而碳光正在追踪新鲜的寒冷从星系间介质中积聚的气体。

通过将新的ALMA观测与计算机模拟相结合,可以详细了解第一个星系内发生的关键过程。现在可以计算出星的辐射,分子云的存活,电离辐射的逃逸以及星际介质的复杂结构的影响,并与观测结果进行比较。 BDF 3299很可能是负责再电离的星系的典型例子。

“我们一直试图了解星际介质和多年来形成的电化学来源。最后,能够测试来自ALMA实际数据的预测和假设是一个激动人心的时刻,并且开辟了一系列新问题。这种类型的观察将阐明我们在形成第一批恒星和星系时遇到的许多棘手问题宇宙“,Andrea Ferrara补充道。

Roberto Maiolino总结说:“没有ALMA,这项研究就不可能实现,因为没有其他仪器可以达到所需的灵敏度和空间分辨率。尽管迄今为止这是迄今为止最深刻的ALMA观测之一,但它还远未达到其最终能力。未来,ALMA将对原始星系的精细结构进行成像,并详细追踪第一个星系的建立。“

出版物:R. Maiolino等人,“在ALMA探测的z〜7处'正常'星系的组装”,MNRAS(2015年9月1日)452(1):54-68; doi:10.1093 / mnras / stv1194

PDF研究副本:由ALMA探测的z〜7“正常”星系的组装

来源:欧洲南方天文台

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