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天文研究:极远星系开始新的生命周期

130亿光年远的年轻星系正在进入生命周期中的全新时代。(ALMA (NRAO/ESO/NAOJ), P. Capak; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF), NASA/ESA Hubble)

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【大纪元2015年06月28日讯】(大纪元记者张秉开编译报导)我们每天打扫灰尘,因为我们不喜欢灰尘。但是,天文学家却喜欢星系中的尘埃,因为观测星系中的气体和尘埃云,可以判断星体形成的历史及星系演化的重要信息,虽然星系中的尘埃非常不容易被观察到。

现在,天文学家可以使用最清晰的望远镜,观测到宇宙中130亿光年远处的星系尘埃,发现那里诞生的年轻星系正在进入他们生命周期中的全新时代。

科学家使用的是位于智利北部查南托高原阿塔卡玛沙漠上的ALMA天线阵(Atacama Large Millimeter Array, 缩写为ALMA,全称为阿塔卡玛大型毫米波天线阵) 。阿塔卡玛沙漠海拔5,059米,是地球上最干燥的地区之一,非常适合毫米波天文观测。ALMA天线阵第一次直接清晰观察到宇宙中年龄仅10亿年的星系中的尘埃。

位于智利北部查南托高原阿塔卡玛沙漠ALMA天线阵(Atacama Large Millimeter Array)。(维基百科)
位于智利北部查南托高原阿塔卡玛沙漠ALMA天线阵(Atacama Large Millimeter Array)。(维基百科)

星系极其遥远 却很年轻

据iflscience网站6月26日报导,宇宙无限广大,随着我们观测的太空越深远,发现的神奇现象就越多。

这次天文学家使用ALMA天线阵观察到130亿年远星系的不同寻常性质,标志着这些星系在它们的生命周期中进入一个全新的时代。

科学家认为年轻的星系中星体的数量较少,尘埃较少。美国加州理工学院(Caltech)的天文学家彼得.查帕克(Peter Capak)博士解释说,以前天文学家只是在理论上推测遥远星系的气体和尘埃的性质。而现在可以使用ALMA天线阵观测红外线,发现一个星系不含有任何和星系形成有关的尘埃。

这项观测结果发表在近期的《自然》杂志。查帕克的研究团队在所着的论文中描述,所检测的9个星系碳元素读数均确定,这些星系所含的尘埃量比20亿年龄星系中的少12倍。

因此查帕克博士认为,数据说明这些星系和其他的有所不同。这些星系没有尘埃,明显是处在一个以前从未见过的生命周期阶段。

以前,哈勃望远镜和凯克天文台(W. M. Keck Observatory)曾观测过这些年轻的星系的近红外和可见光的图像。但是,不能确定其颜色是否为星系本身发出或因距离遥远而造成。

结果令人惊讶

天文学越向深远的太空观测,越发现神奇天文现象。(Credit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/H. Arce. Acknowledgements: Bo Reipurth)
天文学越向深远的太空观测,越发现神奇天文现象。(Credit: ESO/ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/H. Arce. Acknowledgements: Bo Reipurth)

凯克天文台的观测明确显示星系的红移值超过5,提示这些星系的年龄远远小于以前的估计。于是使用ALMA天线阵观测毫米波长和亚毫米波长的光波,以便研究星系的更多性质。

据天文学网站(astronomy.com)6月25日报导,ALMA天线阵的观测结果让天文学家很惊讶,因为他们之前认为宇宙早期形成的星系不应该有这么大的质量和这么多的能量。

查帕克博士说:“事实是,观察到处于特殊状态的碳元素,说明星际介质中的其他较重元素密度相对低。”

现在科学家们看到,宇宙在早期即可以形成正常尺度的星系,只是其中基本没有尘埃,也就是说星系还不成熟而已。

ALMA天线阵是由66口径为12米的抛物面天线组成,其分辨率可达0.01角秒,是目前最清晰的研究宇宙中分子气体及星际尘埃的望远镜。该大型天文观测台是由欧洲、美国、加拿大、日本以及台湾科学家共同合作组建的,这些研究者们正在用这个巨大天线阵对进入生命周期新时代的星系进行更详细深入的探索。

责任编辑:林妍

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2015-06-28 1:25 AM
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