发现遥远星系A1689-zD1的尘气比异常低

遥远的星系 A1689-zD1 在这张用哈勃近红外相机和多天体光谱仪 （NICMOS） 拍摄的特写视图中显示为灰白色污迹。星系充满了恒星的诞生。哈勃和斯皮策共同努力证明，它是迄今为止发现的最年轻、也可能是最遥远的星系之一。图片来源：uux.cn/NASA/ESA/JHU（L. Bradley、H. Ford）/UCSC（R. Bouwens、G. Illingworth）

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（Tomasz Nowakowski）：一个国际天文学家团队使用詹姆斯·韦伯太空望远镜 （JWST） 和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 （ALMA） 对名为 A1689-zD1 的遥远大质量星系进行了全面的多波长观测。

10 月 9 日在预印本服务器 arXiv 上发表的一篇论文中详细介绍了这些新观测结果，为星系的特性提供了重要的见解，特别是关于该系统中尘埃产生的见解。

A1689-zD1 是一个明亮的高透镜大质量星系，红移约为 7.13。它的直径约为 3,000 光年，其恒星质量估计约为 26 亿个太阳质量。

之前对 A1689-zD1 的观测发现，它具有接近太阳值的金属丰度，并且含有大量尘埃——估计质量为 1500 万个太阳质量。因此，A1689-zD1 是研究早期宇宙时代星际尘埃存在的绝佳场所。

这就是为什么由丹麦哥本哈根大学的 Kasper E. Heintz 领导的一组天文学家决定与 JWST 和 ALMA 一起探索尘埃含量。

研究人员解释说：“我们重新访问了这个星系，以测量 ISM（星际介质）中的重子物质成分，特别关注限制宇宙尘埃的积累。

Hintz 的团队对 A1689-zD1 的光谱能量分布 （SED） 进行了静止系紫外到远红外建模，以确定其恒星质量、尘埃质量、视觉衰减和恒星形成速率。ALMA观测结果还用于约束源的总动力质量，并使用常见的气体示踪剂推断气体质量，但受系统整体动力学的限制。

研究发现，尽管 A1689-zD1 具有相当大的尘埃质量，但其尘气 （DTG） 和尘金属 （DTM） 质量比非常低，分别为 0.00051 和 0.061。天文学家指出，这是由于 A1689-zD1 的高金属丰度及其巨大的气体质量，计算为 280 亿个太阳质量。

因此，A1689-zD1 的 DTG 和 DTM 质量比比银河系和大麦哲伦星云 （LMC） 或小麦哲伦星云 （SMC） 中发现的质量比低一个数量级。这些比率还表明，与化学富集相比，A1689-zD1 视线范围内的块状中性原子氢 （HI） 气体相对贫尘。

论文作者得出结论，获得的结果表明早期星系的相对尘埃丰度或成分存在潜在变化。

“我们发现，DTG 和 DTM 质量比的这种偏差似乎在其他富含金属的星系中无处不在，红移相似，z ≳ 6。这表明，早期宇宙中星系在后期形成和破坏尘埃的过程，或者尘埃发射率本身，是截然不同的，“科学家们总结道。