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天文學家在古代星系的氣態盤上發現了池塘狀的漣漪

2024-01-14科學

天文學家在古代星系的氣態盤上發現了池塘狀的漣漪。

是什麽導致了漣漪,它們告訴我們關於遙遠星系的形成和演化嗎?無論發生什麽,它如何影響銀河系及其主要工作:形成恒星?

這一發現涉及已知最古老的螺旋星系。它已有 120 多億年的歷史,被稱為 BRI 1335-0417。作為已知最古老的螺旋,它在我們研究星系如何形成和演化方面占有重要地位。

據科學家稱,BRI 1335-0417圓盤中的漣漪揭示了該星系的生長模式。觀測結果顯示,垂直振蕩的圓盤運動就像池塘上的漣漪一樣。這是第一次觀察到這種現象,漣漪可以幫助解釋銀河系中的恒星形成。

這些觀測結果是發表在 【皇家天文學會月刊 】上的新研究的一部份。該研究的標題是「 在紅移4.4時探測棒狀螺旋星系中的圓盤彎曲波」。 主要作者是澳洲國立大學天文學和天體物理學研究學院(RSAA)的博士後研究員Takafumi Tsukui博士。

BRI 1335-0417以其快速的恒星形成速度而聞名。它形成的恒星比銀河系等現代星系要多得多。一些測量表明,它形成恒星的速度比我們的銀河系快數百倍。不知何故,與其他星系相比,瓦斯被運輸並轉化為恒星更有效率。

揭示漣漪的觀測結果是用ALMA(阿塔卡馬大型公釐/亞公釐陣列)進行的。ALMA在觀察瓦斯和塵埃方面特別強大,這有助於它看到漣漪。研究人員說,這些漣漪是某種外部影響的證據,比如與另一個星系的交互作用或可能進入的瓦斯。這兩種影響都可以引發恒星的快速形成,並可能有助於解釋為什麽BRI 1335-0417會如此迅速地形成恒星。

但ALMA發現的不僅僅是漣漪;它還發現了中央酒吧的證據。

螺旋星系中的條形可以透過將瓦斯從手臂引導到星系的中心區域並推動恒星的誕生來推動恒星的形成。同樣的過程也可以解釋 活躍的星系核

研究人員在他們的論文中寫道:「半徑為3.3 +/- 0.2千秒差距的棒狀物,橋接了先前確定的雙臂螺旋,在[C-II]和[遠紅外]影像中都很明顯,透過將瓦斯引導到原子核來推動星系的快速演化。

螺旋星系中的條形是正常的。 一項研究表明 ,超過四分之一的螺旋星系都有條形。銀河系和我們最近的鄰居仙女座星系都是禁止的螺旋。這些條形可能是暫時的,會隨著時間的推移而衰變,將有條形的螺旋星系變成更平坦的螺旋星系。條形可能只能持續大約 20 億年。它們可能是周期性的,反復形成和衰變,這有助於解釋為什麽我們發現這麽多它們。

一些既定的天文學思想認為,形成一個條形是星系演化的最後一幕。

「棒狀星系的形成可能是螺旋星系演化的最後一個重要行為,」斯皮策科學中心的Kartik Sheth在評論2008年的研究時說。

「星系被認為是透過與其他星系合並而建立起來的。安定下來後,星系前進演化的唯一其他戲劇性方式是透過條形的作用。

但天文學家從未在宇宙如此早期的星系中發現過一個星系。

它為條形圖的形成方式提出了一種不同的機制。「在富氣盤星系的[C-II]和[遠紅外]影像中發現的條形圖表明,在高 紅移 富氣星系中早期條形形成的新視角 - 一個重力不穩定的富氣盤創造了一個恒星形成的氣態條,而不是從預先存在的恒星盤中出現的恒星條,」作者寫道。

「這可以解釋在高紅移亞公釐星系的FIR影像中看到的普遍的條狀結構,」作者解釋說。

在這個古老的星系中發現這些漣漪——以及酒吧——正在迫使人們重新思考。通常,像這樣的星系中的瓦斯槽是穩定的,所以漣漪表明該盤最近發生了一些事情。

它是與另一個星系的交互作用,還是與巨大的瓦斯雲的交互作用是未知的。然而,這個結論對作者來說似乎是自然的。「很自然地假設這種交互作用也會啟用高恒星形成活動,」他們寫道。

天文學家確信星系是透過與其他星系和大量瓦斯雲合並而形成和演化的。這些發現並沒有挑戰這個想法。但是,對明顯漣漪的觀察為研究人員提供了另一個了解其運作方式的視窗。