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天文学家刚刚发现了有史以来最早的星系合并的例子

少儿编程网2019-07-13 11:08:12科普文章 人已围观 来源:科普中国

简介   图片来源:NASA/ESA   星系合并并不罕见,但对于所涉及的星系,对于试图拼凑出星系演化过程的科学家来说,它们是很重要的事件。现在,天文学家使用ALMA已经发现了迄今为止星系合并的最早例子。  这对合并的星系被称为B14-65666,(现在,我们将其称之为“该天体”。)该天体距我们139亿光年,在六分仪座。  这意味着我们现在看到的光是130亿年前的,即宇宙开始后不久

图片来源:NASA/ESA 

星系合并并不罕见,但对于所涉及的星系,对于试图拼凑出星系演化过程的科学家来说,它们是很重要的事件。现在,天文学家使用ALMA已经发现了迄今为止星系合并的最早例子。

这对合并的星系被称为B14-65666,(现在,我们将其称之为“该天体”。)该天体距我们139亿光年,在六分仪座。

这意味着我们现在看到的光是130亿年前的,即宇宙开始后不久就离开了这个天体。

这个星系不是第一次被发现。以前,哈勃望远镜捕捉到了这个天体,但它当时看来是两个独立的天体,可能是星团。

但是,该研究小组使用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)——世界上最敏感的射电望远镜的候选者,已经证明,这个天体实际上是130亿年前的两个星系合并的。

这些新观测结果于2019年6月18日发表在日本天文学会刊物上,该研究的主要作者是来自日本早稻田大学的Takuya Hashimoto。

当哈勃观察天体时,它仅限于紫外光谱。由于这种限制,该天体看起来就像是两个星团,一个在东北部,一个在西南部。

但是当Hashimoto和他的团队使用Alma来研究该天体时,他们看到了别的东西:化学元素的指纹。

ALMA能够看到物体中的碳、氧和尘埃所发射出来的无线电波。检测这三个信号是解开物体本质的关键。

分析表明,该天体确实有两个部分,就像哈勃看到的那样。但是,有了ALMA,我们就可以得到来自碳、氧和尘埃的信号在物体上增加的另一层信息。

它表明,虽然两个部分是不同的,但它们形成一个单一的系统。每一部分以不同的速度移动,这表明它们两个星系正在合并。

“凭借来自ALMA和HST的丰富数据,结合先进的数据分析,我们可以将各个部分放在一起,以显示B14-65666是宇宙最早期的一对合并星系,”Hashimoto在一份新闻稿中解释道,“在这样一个遥远的物体中能探测到来自三个组成部分的无线电波,证明了ALMA研究遥远宇宙的超强能力。”

这项研究表明,该天体是现在已知的最早星系合并的例子。研究人员还估计B14-65666的总恒星质量不到银河系质量的10%。 这意味着该物体处于其演化的最早阶段。这是有道理的,因为它很古老。

即使天体是年轻的,它在恒星生成的过程中比我们自己的星系更加活跃。 ALMA的观测检测到了灰尘中的高温和亮度。作者表示,这可能是由活跃恒星形成产生的非常强大的紫外线辐射造成的结果。

这种活跃的恒星形成是合并星系的另一个迹象,因为碰撞的星系经历了大量的气体压缩,从而引发了恒星形成的爆发。正如作者在他们的论文中所说,“......我们认为B14-65666是一个由大型合并引发的星星系。”

“我们的下一步是寻找氮——另一种主要的化学元素,甚至是寻找一氧化碳分子,”早稻田大学教授和研究团队的成员之一Akio Inoue说道,“最终,我们希望在观测中了解星系形成和演化背景下元素和物质的循环和积累。”

星系合并是星系演化的重要组成部分。通常,较大的星系会吞下较小的星系。小星系可以合并形成更大的星系,尽管这被认为是很罕见的。我们自己的银河经历了合并,这才令它发展到目前巨大的规模。

在2018年的一篇论文中,天文学家根据一个世纪的观测结果提出了证据,表明银河系包含来自不同星系的恒星群。

大约100亿年前,另一个星系与我们的星系相撞,在银河内晕中留下了明显的恒星群。该论文的作者认为,这些恒星来自一个大小与小麦哲伦星云大小相当的小星系。

在大约45亿年中,银河系将与仙女座星系碰撞并合并。由此产生的星系被称为Milkdromeda。 而现在,银河系正在与一个名为Antlia 2(Ant 2)的小得多的幽灵星系合并,或者可以说是进食。

该研究的作者认为,就像我们的银河系一样,未来的天体(过去的?)可能会有更多的合并过程,这些过程迄今未被发现。 他们在论文中称,“尽管我们目前的数据并未显示B14-65666附近的物体,但未来更深入的ALMA数据可能会揭示B14-65666周围的伴星系。”

他们得出结论,该物体是后续观察的最佳候选。“鉴于丰富的数据和空间扩展性,B14-65666是ALMA和James Webb太空望远镜后续观测的最佳目标之一......”


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