天文學家在最古老的螺旋星系中發現震動波紋
科學家透過研究已知最古老的螺旋星系之一,發現了早期星系形成的重要細節。他們的發現包括星系中的地震波模式和明顯的條狀結構,揭示了早期宇宙中恆星形成的動態過程。
對一個古老的螺旋星系的研究揭示了早期星系的關鍵訊息,與當代星系相比,它突出了快速的恆星形成和獨特的結構特徵。
一個遙遠的古老星系的新快照可以幫助科學家了解它是如何形成的,以及我們銀河系的起源。
BRI 1335-0417 有超過120 億年的歷史,是宇宙中已知最古老、最遙遠的螺旋星系。
主要作者Takafumi Tsukui 博士說,一台名為ALMA 的先進望遠鏡讓他們能夠更詳細地觀察這個古老的星系。
Tsukui博士說:『具體來說,我們感興趣的是氣體是如何進入和穿過這個星系的。氣體是形成恆星的關鍵成分,可以為我們提供重要線索,讓我們了解星係究竟是如何推動恆星形成的。”
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星系盤受到擾動的插圖。圖片來源:Jonathan Bland-Hawthorn 與Thorsten Tepper-Garcia/ 雪梨大學
揭開星系運動和結構的神秘面紗
在這種情況下,研究人員不僅能夠捕捉到BRI 1335-0417 周圍氣體的運動,還揭示了地震波的形成–這在這類早期星系中尚屬首次。
星系盤是由旋轉的恆星、氣體和塵埃組成的扁平體,其運動方式與投擲石塊後在池塘中泛起的漣漪並無二致。這些新數據意味著我們現在對銀河系的形成過程有了更多的了解。
Tsukui博士說:”圓盤的垂直擺動運動是由外部來源造成的,可能是新的氣體流入銀河系,也可能是與其他較小的星系接觸造成的。這兩種可能性都會為星系的恆星形成提供新的燃料。此外,我們的研究還發現了星盤中的棒狀結構。星系條狀結構會擾亂氣體並將其向星系中心輸送。在BRI 1335-0417中發現的棒狀結構是已知最遙遠的此類結構。這些結果共同展示了一個年輕星系的動態生長。”
顯示螺旋星系形成過程的模擬。資料來源:日本國家天文台(NAOJ)4D2U項目,武田孝昭(Takaaki Takeda)、向谷馨彥(Sorahiko Nukatani)、齋藤孝之(Takayuki R. Saitoh)。
過去一瞥
由於BRI 1335-0417 距離地球非常遙遠,它的光線需要更長的時間才能到達地球。現在透過望遠鏡看到的影像是該星系早期的回放–當時宇宙的年齡只有現在的10%。
“人們發現,早期星系形成恆星的速度比現代星系快得多。BRI 1335-0417就是如此,儘管它的質量與我們的銀河系相似,但形成恆星的速度卻比銀河系快幾百倍,”合著者艾米莉-維斯尼奧斯基(Emily Wisnioski)副教授說。”螺旋結構在早期宇宙中非常罕見,它們究竟是如何形成的也仍是未知數。這項研究也為我們提供了最有可能發生的情況的重要信息。我們想了解氣體是如何供應的,以跟上這種快速的恆星形成速度。雖然我們不可能直接觀測到星系的演化過程,因為我們的觀測結果只能給我們一個快照,但電腦模擬可以幫助我們把故事拼湊起來」。
這項研究發表在《皇家天文學會月刊》。