早期宇宙中質(zhì)量最大的星系SPT0311
來源：桑間濮上網(wǎng)
時(shí)間：2025-12-10 08:48:02
這個(gè)動(dòng)畫GIF瀏覽了在ALMA觀測(cè)到的一對(duì)早期大質(zhì)量星系（SPT0311-58）的塵埃連續(xù)體以及水和一氧化碳的分子線。這張圖的宇宙開頭是將塵埃連續(xù)體與H20和CO的分子線結(jié)合起來的合成圖。接下來是量最紅色的塵埃連續(xù)性，藍(lán)色的星系H2O分子線，粉色和深藍(lán)色的早期中質(zhì)一氧化碳分子線，品紅色的宇宙CO（7-6）和紫色的CO（6-5）。
早期宇宙中質(zhì)量最大的星系SPT0311-58中檢測(cè)到水
這些科學(xué)圖像顯示了在ALMA對(duì)被稱為SPT0311-58的一對(duì)早期大質(zhì)量星系的觀測(cè)中看到的分子線和塵埃連續(xù)體。在左邊。星系塵埃連續(xù)體與H2O和CO的早期中質(zhì)分子線相結(jié)合的合成圖像。在右邊。宇宙紅色的量最塵埃連續(xù)成像（頂部），藍(lán)色的星系H2O分子線（從頂部開始的第二條），紫色的早期中質(zhì)一氧化碳分子線轉(zhuǎn)換（中間），品紅色的宇宙CO（7-6）（從底部開始的第二條），以及粉紅色和深藍(lán)色的量最CO（10-9）（底部）。
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：根據(jù)阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）的新觀測(cè)，在早期宇宙中質(zhì)量最大的星系中檢測(cè)到了水。研究SPT0311-58的科學(xué)家們?cè)谶@個(gè)距離地球近128.8億光年的星系中發(fā)現(xiàn)了水和一氧化碳。探測(cè)到這兩種分子的豐度表明，在這些元素在早期恒星中形成后不久，分子宇宙就開始強(qiáng)勁發(fā)展。
這項(xiàng)新的研究包括迄今為止對(duì)早期宇宙中的星系的分子氣體含量的最詳細(xì)的研究，以及在一個(gè)常規(guī)恒星形成的星系中對(duì)水的最遙遠(yuǎn)的探測(cè)。該研究發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。
SPT0311-58實(shí)際上是由兩個(gè)星系組成的，在2017年被ALMA科學(xué)家首次看到，其位置或時(shí)間是在重化紀(jì)元。這個(gè)紀(jì)元發(fā)生在只有7.8億年的時(shí)候，大約是宇宙目前年齡的5%，那時(shí)候第一批恒星和星系正在誕生。科學(xué)家們認(rèn)為，這兩個(gè)星系可能正在合并，它們快速的恒星形成不僅耗盡了它們的氣體或恒星形成的燃料，而且最終可能將這對(duì)星系演化成大質(zhì)量的橢圓星系，就像在本地宇宙中看到的那些。
"使用高分辨率的ALMA觀測(cè)被統(tǒng)稱為SPT0311-58的一對(duì)星系中的分子氣體，我們?cè)谶@兩個(gè)星系中較大的星系中檢測(cè)到了水和一氧化碳分子。"伊利諾伊大學(xué)的天文學(xué)家、這項(xiàng)新研究的主要研究者Sreevani Jarugula說："特別是氧氣和碳，是第一代元素，以一氧化碳和水的分子形式，它們對(duì)我們所知的生命至關(guān)重要。"這個(gè)星系是目前已知的在高紅移下質(zhì)量最大的星系，或者說宇宙仍然非常年輕的時(shí)候。與宇宙早期的其他星系相比，它有更多的氣體和塵埃，這給了我們很多潛在的機(jī)會(huì)來觀察豐富的分子，并更好地了解這些創(chuàng)造生命的元素如何影響早期宇宙的發(fā)展。"
研究宇宙中最早形成的星系有助于科學(xué)家更好地理解宇宙的誕生、成長(zhǎng)和演變，以及其中的一切，包括太陽系和地球。"早期星系形成恒星的速度是銀河系的數(shù)千倍，Jarugula說。"研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可以讓我們了解它們的特性，例如有多少恒星正在形成，氣體轉(zhuǎn)化為恒星的速度，星系之間以及與星際介質(zhì)之間如何互動(dòng)，等等。"
相關(guān)報(bào)道：距地128億光年星系中發(fā)現(xiàn)水
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)科技日?qǐng)?bào)（張佳欣）：根據(jù)位于智利沙漠的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）最新觀測(cè)結(jié)果，美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校天文學(xué)家在距離地球近128.8億光年、早期宇宙中質(zhì)量最大的星系SPT0311-58中發(fā)現(xiàn)了水和一氧化碳。大量檢測(cè)到這兩種分子表明，在早期形成元素后不久，分子宇宙就變得強(qiáng)大了。這是迄今為止對(duì)早期宇宙中一個(gè)星系的分子氣體含量的最詳細(xì)研究，也是在常規(guī)恒星形成星系中對(duì)水分子的最遠(yuǎn)探測(cè)。該研究發(fā)表在3日的《天體物理學(xué)雜志》上。
SPT0311-58實(shí)際上由兩個(gè)星系組成，于2017年首次被發(fā)現(xiàn)，其形成時(shí)正值宇宙再電離時(shí)期。再電離時(shí)期發(fā)生在宇宙只有7.8億歲的時(shí)候，當(dāng)時(shí)一批恒星和星系正在誕生（現(xiàn)今宇宙約140億歲）。科學(xué)家們認(rèn)為，兩個(gè)星系可能正在合并，最終演化成目前已知的質(zhì)量最大的高紅移星系。與早期宇宙中的其他星系相比，它擁有更多的氣體和塵埃，讓人們有機(jī)會(huì)觀察豐富的分子，并更好地了解這些創(chuàng)造生命的元素如何影響早期宇宙的誕生、成長(zhǎng)和演化。
“利用ALMA對(duì)統(tǒng)稱為SPT0311-58的星系中的分子氣體進(jìn)行高分辨率觀測(cè)，我們?cè)谄渲休^大的星系中檢測(cè)到了水和一氧化碳分子。”伊利諾伊大學(xué)天文學(xué)家、新研究首席研究員斯里瓦尼·雅魯古拉說，“尤其是氧和碳，它們是第一代元素，在一氧化碳和水的分子形式中，它們對(duì)生命至關(guān)重要。”
尤其是水，是宇宙中第三豐富的分子，僅次于分子氫和一氧化碳。雅魯古拉稱，宇宙中的塵埃吸收了來自銀河系恒星的紫外線輻射，并以遠(yuǎn)紅外光子的形式重新發(fā)射出去。這進(jìn)一步刺激了水分子，產(chǎn)生了能夠觀察到的水的“發(fā)射”。這種相關(guān)性可用于開發(fā)水作為恒星形成的示蹤劑，并將其應(yīng)用于宇宙學(xué)尺度上的星系。
“早期星系形成恒星的速度是銀河系的幾千倍。”雅魯古拉說。研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可讓我們了解它們的性質(zhì)，比如有多少恒星正在形成，氣體轉(zhuǎn)化成恒星的速度，星系之間以及與星際介質(zhì)的相互作用等。
雅魯古拉表示，這項(xiàng)研究不僅有助于研究宇宙中水可能存在的位置和距離，還引發(fā)了一個(gè)大問題：宇宙中這么早就聚集了這么多氣體和塵埃，是如何形成恒星和星系的？想要得知答案，就需要對(duì)這些以及類似的恒星形成星系進(jìn)行進(jìn)一步研究，以更好地了解早期宇宙的結(jié)構(gòu)形成和演化。
