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利用引力透镜发现早期宇宙中的“死亡”星系

利用引力透镜发现早期宇宙中的“死亡”星系

利用引力透镜发现早期宇宙中的“死亡”星系

利用引力透镜发现早期宇宙中的“死亡”星系

利用引力透镜发现早期宇宙中的“死亡”星系

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒Techspot报道,美国宇航局(NASA)的哈勃太空望远镜与智利北部的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)联合发现了数个“死亡”星系,这些星系似乎比预期更早耗尽了“制造”恒星所需的冷氢气。

正如NASA所叙述的那样,当宇宙大约有30亿年的历史时,它正处于其主要形成阶段。然而奇怪的是,最近发现的六个遥远的、巨大的星系不再“制造”恒星,因为它们已经耗尽了所有的冷氢气,这是一个关键的“燃料”来源。

大约110亿年后的今天,人们相信这些星系的体积已经膨胀,但仍然是“死的”,因为它与新的恒星形成有关。那么,是什么出了问题?

马萨诸塞大学阿默斯特分校天文学副教授、该研究的主要作者Kate Whitaker认为可能有多种解释。也许银河系中心的一个超大质量黑洞加热了该地区的所有气体。如果是这样的话,气体仍然在那里,只是很热。也可能,星系只是用完了所有的供应。

“这些都是一些开放性的问题,我们将继续用接下来的新观测来探索。”  Whitaker补充说。

为了窥视历史,研究人员利用了一种叫做引力透镜的技术。在太空中,前景大质量星系团的引力拉伸并放大了背景星系的光线。这就像一个天然的放大镜,使天文学家能够研究星系的细节,否则以我们目前的技术是不可能看到的。

Whitaker说:“我喜欢把它想成是在做20世纪30年代或40年代的科学--用强大的下一代太空望远镜--而不是在今天通过结合哈勃和ALMA的能力,这是由强透镜推动的。”

该团队的研究结果已经发表在《自然》杂志上。

相关报道:天文学家发现六个燃料耗尽的早期星系

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:天文学家认为早期星系是指大爆炸后30亿年内形成的星系。他们认为这些星系会包含大量的冷氢气体,这是用于创造恒星的燃料。然而,使用哈勃太空望远镜和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)研究早期大质量星系的他们发现了六个神秘的星系,其与预期在早期宇宙中发现的星系非常不同。

这六个星系被称为"熄灭"星系,不能再形成恒星。这些星系是作为高红移的REsolving QUIEscent Magnified galaxies或REQUIEM调查的一部分被挑选出来进行观测的。凯特·惠特克是这项研究的主要作者,也是马萨诸塞大学阿默斯特分校的天文学助理教授。她说,宇宙中质量最大的星系在很短的时间内创造了恒星。最初,科学家们认为气体在早期宇宙中应该是很丰富的,星系在大爆炸后几十亿年才停止产生恒星。

然而,在新的研究中,研究小组确定这些星系已经耗尽了制造恒星的燃料,而不是简单地停止了恒星的形成。研究人员利用哈勃和ALMA的观测结果,在毫米波长下观察到了连续发射,这是尘埃的追踪器,可以由此推断出星系中剩余的气体数量。REQUIEM利用这两台望远镜和引力透镜,以更高的空间分辨率观测休眠星系。

这项调查使人们能够清楚地看到这些遥远的星系内部的情况,而这对于熄灭的星系来说往往是不可能的。当星系停止制造恒星时,它们很快就会变得非常暗淡,使得它们很难或不可能用单个望远镜进行观测。观察发现,六个目标星系中恒星形成的结束并不是因为将冷气体转化为恒星的效率低下造成的。相反,星系中恒星形成的结束是由星系中气体库的耗尽或清除造成的。

科学家们还不明白为什么会发生这种情况,但它可能与超大质量黑洞的活动有关。

相关报道:天文学家解开120亿年前星系进入静止状态之谜

(神秘的地球uux.cn报道)据cnBeta:外媒报道,由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的发表在《自然》上的新研究,刚刚回答了关于我们宇宙的一个基本问题。为什么一些最古老的、质量最大的星系在形成初期会陷入静止状态?我们现在知道,答案是由于它们耗尽了冷气体。

“我们宇宙中质量最大的星系形成得非常早,就在140亿年前大爆炸发生之后,”UMass Amherst的天文学教授Kate Whitaker说道,“但是由于某些原因,它们已经关闭了。它们不再形成新的恒星了。”恒星的形成是星系成长的关键方式之一,据称当它们停止形成恒星时它们就进入了静止状态。天文学家已经知道这些早期的大质量星系已经进入静止状态,但直到现在,没有人知道原因。

为了找到答案,Whitaker的团队--包括天文学副教授Alexandra Pope和在UMass获得天文学博士学位的Christina C. Williams-设计了一个创新的望远镜组合。他们使用了哈勃太空望远镜来探测这些遥远的星系。这些星系非常遥远,我们人类现在看到的则是它们在100亿到120亿年前发出的光,当时宇宙正处于起步阶段。实际上,Whitaker的团队正在寻找遥远的过去。

这些星系应该显得年轻而有活力且有不断形成恒星的证据。然而Whitaker的团队将哈勃的图像跟来自ALMA的读数结合起来发现,它们并没有。

ALMA让Whitaker的团队寻找极少量的冷气体--助长新星形成的主要能量来源。“在早期宇宙中有大量的冷气体,所以这些星系,从120亿年前开始,应该有大量的剩余燃料。” 相反,Whitaker和她的团队只在每个星系的中心发现了冷气体的痕迹。这意味着,在宇宙存在的最初几十亿年里,这些星系要么烧尽了它们的能量供应要么将它们喷射出去,此外,还可能有什么东西在物理上阻止了每个星系对冷气体的补充。

综合来看,这项研究有助于我们人类改写宇宙的早期历史,从而让我们能够更清楚地了解星系的演变过程。研究小组的下一步是弄清楚这些静止的星系中剩余的气体有多紧凑以及为什么它只存在于星系的中心。




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