早期宇宙中質量最大的星系SPT0311
作者:焦點 來源:焦點 瀏覽: 【大 中 小】 發布時間:2025-12-08 20:56:03 評論數:
這個動畫GIF瀏覽了在ALMA觀測到的一對早期大質量星系（SPT0311-58）的塵埃連續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體與H20和CO的分子線結合起來的合成圖。接下來是量最紅色的塵埃連續性，藍色的星系H2O分子線，粉色和深藍色的早期中質一氧化碳分子線，品紅色的宇宙CO（7-6）和紫色的CO（6-5）。
早期宇宙中質量最大的星系SPT0311-58中檢測到水
這些科學圖像顯示了在ALMA對被稱為SPT0311-58的一對早期大質量星系的觀測中看到的分子線和塵埃連續體。在左邊。星系塵埃連續體與H2O和CO的早期中質分子線相結合的合成圖像。在右邊。宇宙紅色的量最塵埃連續成像（頂部），藍色的星系H2O分子線（從頂部開始的第二條），紫色的早期中質一氧化碳分子線轉換（中間），品紅色的宇宙CO（7-6）（從底部開始的第二條），以及粉紅色和深藍色的量最CO（10-9）（底部）。
（神秘的地球uux.cn報道）據cnBeta：根據阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）的新觀測，在早期宇宙中質量最大的星系中檢測到了水。研究SPT0311-58的科學家們在這個距離地球近128.8億光年的星系中發現了水和一氧化碳。探測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，分子宇宙就開始強勁發展。
這項新的研究包括迄今為止對早期宇宙中的星系的分子氣體含量的最詳細的研究，以及在一個常規恒星形成的星系中對水的最遙遠的探測。該研究發表在《天體物理學雜志》上。
SPT0311-58實際上是由兩個星系組成的，在2017年被ALMA科學家首次看到，其位置或時間是在重化紀元。這個紀元發生在只有7.8億年的時候，大約是宇宙目前年齡的5%，那時候第一批恒星和星系正在誕生。科學家們認為，這兩個星系可能正在合并，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星系演化成大質量的橢圓星系，就像在本地宇宙中看到的那些。
"使用高分辨率的ALMA觀測被統稱為SPT0311-58的一對星系中的分子氣體，我們在這兩個星系中較大的星系中檢測到了水和一氧化碳分子。"伊利諾伊大學的天文學家、這項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，它們對我們所知的生命至關重要。"這個星系是目前已知的在高紅移下質量最大的星系，或者說宇宙仍然非常年輕的時候。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會來觀察豐富的分子，并更好地了解這些創造生命的元素如何影響早期宇宙的發展。"
研究宇宙中最早形成的星系有助于科學家更好地理解宇宙的誕生、成長和演變，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，氣體轉化為恒星的速度，星系之間以及與星際介質之間如何互動，等等。"
相關報道：距地128億光年星系中發現水
（神秘的地球uux.cn報道）據科技日報（張佳欣）：根據位于智利沙漠的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）最新觀測結果，美國伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校天文學家在距離地球近128.8億光年、早期宇宙中質量最大的星系SPT0311-58中發現了水和一氧化碳。大量檢測到這兩種分子表明，在早期形成元素后不久，分子宇宙就變得強大了。這是迄今為止對早期宇宙中一個星系的分子氣體含量的最詳細研究，也是在常規恒星形成星系中對水分子的最遠探測。該研究發表在3日的《天體物理學雜志》上。
SPT0311-58實際上由兩個星系組成，于2017年首次被發現，其形成時正值宇宙再電離時期。再電離時期發生在宇宙只有7.8億歲的時候，當時一批恒星和星系正在誕生（現今宇宙約140億歲）。科學家們認為，兩個星系可能正在合并，最終演化成目前已知的質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，讓人們有機會觀察豐富的分子，并更好地了解這些創造生命的元素如何影響早期宇宙的誕生、成長和演化。
“利用ALMA對統稱為SPT0311-58的星系中的分子氣體進行高分辨率觀測，我們在其中較大的星系中檢測到了水和一氧化碳分子。”伊利諾伊大學天文學家、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，它們對生命至關重要。”
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，并以遠紅外光子的形式重新發射出去。這進一步刺激了水分子，產生了能夠觀察到的水的“發射”。這種相關性可用于開發水作為恒星形成的示蹤劑，并將其應用于宇宙學尺度上的星系。
“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，比如有多少恒星正在形成，氣體轉化成恒星的速度，星系之間以及與星際介質的相互作用等。
雅魯古拉表示，這項研究不僅有助于研究宇宙中水可能存在的位置和距離，還引發了一個大問題：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，就需要對這些以及類似的恒星形成星系進行進一步研究，以更好地了解早期宇宙的結構形成和演化。