ALMA望远镜发现两个远古星系碰撞后喷出大量气体

2021年01月12日 07:56 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

世界上最大的射电望远镜捕捉到了早期宇宙中两个巨大的螺旋星系碰撞的瞬间。天体物理学家认为,这一发现以为星系如何生长和进化提供一些关键的见解--以及可能导致它们停止生长的原因。

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这项研究周一发表在《自然天文学》杂志上,描述了由阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)对ID2299星系进行的观测。根据研究合著者、法国替代能源和原子能委员会(CEA)的天体物理学家Emanuele Daddi的说法,在观察了100多个星系后,ALMA团队发现了ID2299星系,并发现它正在经历一个“真正的极端事件”。

作为一个星爆星系,ID2299正在经历一个快速形成恒星的时期,热气体和尘埃正在积累,产生新的恒星的速度比平均速度快5倍左右。随着时间的推移,当星系用完了它们的尘埃和气体形成恒星时,这个过程就会急剧放慢,结构就会沉淀下来,进入一个成熟的成长阶段,远没有那么忙碌。

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ID2299的情况有点不寻常。我们看到的是宇宙只有45亿年左右历史的时候。它正在制造大量的恒星,但研究人员注意到,它似乎也在向太空中喷出大量气体。他们称之为“巨量喷射”。

研究小组认为,这些“巨量喷射”的气体相当于银河系气体总质量的一半,很可能是由两个螺旋星系互相旋转造成的,导致引力变得很奇怪。两个合并的星系之间的相互作用帮助快速排出气体。然而,真正让他们兴奋的是他们的发现对星系生长和进化的影响。

当恒星形成下降时,星系就会进入其生命的最后阶段(持续几十亿年),但形成如何停止一直是个谜。一些天体物理学家推测,由黑洞或强烈的恒星形成引起的星系风可能会将气体推出星系,并阻止恒星的形成。但新研究表明,恒星的形成也可能被这些巨大的碰撞所淬灭。

“因此,两个星系之间的引力相互作用可以提供足够的角动量,将部分气体踢出星系周围,”杜伦大学天体物理学家、论文第一作者Annagrazia Puglisi说。“这表明,合并也能够通过限制星系在数百万年内形成恒星的能力来改变星系未来的演化,在思考限制星系生长的因素时,值得更多的研究。”

Puglisi的团队使用计算机模拟显示,“巨量喷射”很可能是由合并引起的,而不是ID2299中的黑洞或恒星形成增加。

研究人员还提出,这一事件可能在早期宇宙中很常见,其他星系抛射可能是星系碰撞的结果,这对之前一些关于风如何将星系气体吹到黑暗空间的研究提出了挑战。为了帮助支持新的假设,该团队将研究其他遥远星系的合并,并试图进一步制约巨量喷射的可能原因。

“这可能会对我们理解究竟是什么形成了星系的演化产生巨大的影响,”里昂天文研究中心的天体物理学家、论文的合著者Jeremy Fensch说。

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