早期宇宙的星系大爆發_風聞

　　編譯：五車二三三三

　　校譯：王雨陽

　　編排：蘇奕月

　　後台：庫特莉亞芙卡、李子琦、徐⑨坤

　　原文鏈接：

　　https://sorae.info/astronomy/20201113-quantum-fluctuation.html

　　圖為研究團隊利用阿塔卡馬大型毫末/亞毫米陣列（ALMA）望遠鏡觀測到的眾多早期宇宙星系中的2個。

　　星系含有大量的塵埃（黃色部分），處於比較成熟的狀態。另外，ALMA望遠鏡還詳細觀測了星系中的氣體（紅色部分），有助於星系中恆星形成和運動的研究。（Credit: B. Saxton NRAO/AUI/NSF, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ALPINE team）

　　ALMA望遠鏡對早期宇宙中成長期的星系進行了大量觀測，觀測結果顯示很多星系都含有大量的塵埃和重元素。這一結果與此前的預想相反，説明早期宇宙中星系已經在不斷地成長與演化。科學家希望通過進一步研究，能夠明確早期宇宙中星系快速成長的原因，並對此後星系的演化進行理論解釋。

　　幾乎所有的星系都是在宇宙早期的時候形成的。例如，銀河系是宇宙誕生後2億年左右形成的，現在已經136億歲。宇宙誕生後10至15億年，在被稱為早期宇宙的這一時期許多星系迅速成長。在現在宇宙中可以看到的許多星系特徵，如大量的恆星、星際塵埃和重元素的不斷增多、漩渦狀圓盤構造等，都源於早期宇宙的演化。想要理解星系的產生與成長過程，對早期宇宙中星系的觀測研究是必不可少的。

　　到目前為止，ALMA望遠鏡已經觀測到了一些早期宇宙中的星系，但是尚不清楚在那裏捕捉到的星系成長特徵是否具有普遍性。研究團隊對早期宇宙中的118個星系進行了觀測，結果表明星系的成長髮展可能比預想的更早。研究小組今後除了用ALMA望遠鏡進行射電波段的觀測外，還將收集可見光和紅外線的觀測數據，以期解開早期宇宙中星系進化之謎。

　　擔任研究團隊的代表研究員的是東京大學JohnD.Silverman副教授。另外，日本國立天文台、早稻田大學的札本佳伸等日本研究人員為研究早期宇宙中星系的產生及成長做出了兩點重要貢獻：其一是觀測到早期宇宙存在與現在不同的塵埃特性；其二，觀測到的一個星系含有大量重元素氣體，該星系圓盤被大量氣體包裹並旋轉，其程度超出此前理論預測。

　　前者關於塵埃特性的研究，題為“The ALPINE-ALMA[CII] survey.Dust attenution prooperties and obscurd star formation at z~4-5.8”，將於近日發表於歐洲天文學專業雜誌《天文學和天體物理學》。後者關於氣體旋轉的研究，已刊登在2020年8月27日出版的美國天體物理學雜誌《天體物理學報》中，題為“Astrophical Star-forming Galaxies at z=4-6 and Their Extended Halo Structure”。相關研究成果累計有17篇論文發表。

『天文時刻』 牧夫出品

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天文望遠鏡中的宇宙

圖片來源：知乎