发现131亿年前宇宙中最古老的“隐藏星系”,颠覆星系研究成果


发现131亿年前宇宙中最古老的“隐藏星系”,颠覆星系研究成果

日本国立天文台等国际研究小组宣布,在131亿年前的宇宙中,他们观测到了宇宙观测史上最古老的星系,据该团队的研究人员称,除了是之前研究中没有预料到的一类星系外,新发现的星系被认为是冰山一角,这是一个在之前的观测中没有被发现的星系。很可能它们中的许多存在于早期宇宙中。这是一项颠覆常规研究“前提”的观测结果,是一项对未来星系探索和星系形成理论产生重大影响的发现。

发现这一现象的,是兼任日本国立天文台早稻田大学研究员、研究银河天文学的札本佳伸等国际研究团队。观测成果于9月22日在英国科学杂志《自然》(电子版)上刊登。

在一个观测130亿年前星系的国际项目中的发现

20多年来,世界各地的研究人员一直在用美国夏威夷的斯巴鲁望远镜和超高灵敏度的哈勃太空望远镜观测星系,并且在宇宙初期对银河的形成进化的研究上取得了迅速的进展。札本也参加了由22个国家和地区合作运用的南美智利的“阿尔玛望远镜”的大规模观测项目“REBELS”。阿尔玛望远镜的特点是,可以探测早期宇宙星系中因恒星世代交替而产生的尘埃所发出的辐射和发射线(原子或分子在特定波长下发出的强光)。

发现131亿年前宇宙中最古老的“隐藏星系”,颠覆星系研究成果

此次观测成果示意图通过哈勃望远镜的近红外线观测图像(左),可以看到位于中心偏下的银河。这次通过阿尔玛望远镜,我们发现在哈勃太空望远镜什么都看不到的中心偏上区域,有一个被尘埃深埋的星系(右上想象图)。

来自130亿光年外的天体的光和电波需要130亿年才能到达地球。探索130亿光年外星系的阿尔玛望远镜项目是对130亿年前的年轻宇宙中的星系进行探索的研究。据说札本在调查研究对象的银河的观测数据的过程中,偶然地从远离本来的观测对象,什么都没有的两个地方捕捉到了尘埃的辐射和碳离子的发射线。

“隐藏的星系”隐藏在完全没有预想到的地方

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阿尔玛望远镜观测到的电离碳原子的辐射是绿色的,尘埃的辐射是橙色的,哈勃太空望远镜等观测到的近红外线是蓝色的。REBELS-12REBELS-29三个都检测到了,但是REBELS-12-2REBELS-29-2没有检测到近红外线。

这表明在这两个地方都有星系,但是即使使用哈勃太空望远镜观测遥远星系放出的紫外线(由于宇宙膨胀引起的,从地球上观测是近红外线),也看不到任何东西。这可能是因为完全覆盖银河的尘埃吸收了所有的紫外线。研究小组得出结论,在完全没有预想到的地方存在着“隐藏的银河”。被观测到的“隐藏银河”是位于鲸鱼座方向的“REBELS-12-2”,以及位于螺旋象限座方向的“REBELS-29-2”。根据观测结果测量距离后得知,“12-2”是131亿年前观测史上观测史上最古老的131亿年前的被尘埃覆盖的星系。

“被忽视的星系”有很多的可能性

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在以往的研究中,早期(遥远)宇宙中被尘埃淹没的星系,只限于发生爆炸性恒星形成的极其特殊的情况,大部分的星系都不会被尘埃覆盖,可以通过紫外线观测找到。其理由是,用紫外线观测到的遥远的银河中没有多少尘埃。此次发现推翻了这一“前提”。

而且,与常规观测发现的典型星系相比,没有看到任何变化,而且研究没有假设“在早期的年轻宇宙中,恒星形成活动和质量是典型的。可以说,这一发现的意义在于首次观察到“尽管有目标但仍布满尘埃的星系”。

札本说:“(这一发现)表明,迄今为止,在早期宇宙的星系探索中,埋藏在类似尘埃中的普通星系被忽视了,”。今后的课题是了解迄今为止被忽略的新星系究竟存在多少。

除了阿尔玛望远镜之外,美国国家航空航天局(NASA)计划于今年12月发射的

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的观测成果也令人期待。另外,目前还没有能够解释初期宇宙中典型的星系被尘埃覆盖的理论模型,这将对今后的星系形成的理论研究产生重大影响。

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页面更新:2024-06-20

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