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天文学家在古代星系的气态盘上发现了池塘状的涟漪

2024-01-14科学

天文学家在古代星系的气态盘上发现了池塘状的涟漪。

是什么导致了涟漪,它们告诉我们关于遥远星系的形成和演化吗?无论发生什么,它如何影响银河系及其主要工作:形成恒星?

这一发现涉及已知最古老的螺旋星系。它已有 120 多亿年的历史,被称为 BRI 1335-0417。作为已知最古老的螺旋,它在我们研究星系如何形成和演化方面占有重要地位。

据科学家称,BRI 1335-0417圆盘中的涟漪揭示了该星系的生长模式。观测结果显示,垂直振荡的圆盘运动就像池塘上的涟漪一样。这是第一次观察到这种现象,涟漪可以帮助解释银河系中的恒星形成。

这些观测结果是发表在 【皇家天文学会月刊 】上的新研究的一部分。该研究的标题是「 在红移4.4时探测棒状螺旋星系中的圆盘弯曲波」。 主要作者是澳大利亚国立大学天文学和天体物理学研究学院(RSAA)的博士后研究员Takafumi Tsukui博士。

BRI 1335-0417以其快速的恒星形成速度而闻名。它形成的恒星比银河系等现代星系要多得多。一些测量表明,它形成恒星的速度比我们的银河系快数百倍。不知何故,与其他星系相比,气体被运输并转化为恒星更有效率。

揭示涟漪的观测结果是用ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)进行的。ALMA在观察气体和尘埃方面特别强大,这有助于它看到涟漪。研究人员说,这些涟漪是某种外部影响的证据,比如与另一个星系的相互作用或可能进入的气体。这两种影响都可以引发恒星的快速形成,并可能有助于解释为什么BRI 1335-0417会如此迅速地形成恒星。

但ALMA发现的不仅仅是涟漪;它还发现了中央酒吧的证据。

螺旋星系中的条形可以通过将气体从手臂引导到星系的中心区域并推动恒星的诞生来推动恒星的形成。同样的过程也可以解释 活跃的星系核

研究人员在他们的论文中写道:「半径为3.3 +/- 0.2千秒差距的棒状物,桥接了先前确定的双臂螺旋,在[C-II]和[远红外]图像中都很明显,通过将气体引导到原子核来推动星系的快速演化。

螺旋星系中的条形是正常的。 一项研究表明 ,超过四分之一的螺旋星系都有条形。银河系和我们最近的邻居仙女座星系都是禁止的螺旋。这些条形可能是暂时的,会随着时间的推移而衰变,将有条形的螺旋星系变成更平坦的螺旋星系。条形可能只能持续大约 20 亿年。它们可能是周期性的,反复形成和衰变,这有助于解释为什么我们发现这么多它们。

一些既定的天文学思想认为,形成一个条形是星系演化的最后一幕。

「棒状星系的形成可能是螺旋星系演化的最后一个重要行为,」斯皮策科学中心的Kartik Sheth在评论2008年的研究时说。

「星系被认为是通过与其他星系合并而建立起来的。安定下来后,星系进化的唯一其他戏剧性方式是通过条形的作用。

但天文学家从未在宇宙如此早期的星系中发现过一个星系。

它为条形图的形成方式提出了一种不同的机制。「在富气盘星系的[C-II]和[远红外]图像中发现的条形图表明,在高 红移 富气星系中早期条形形成的新视角 - 一个引力不稳定的富气盘创造了一个恒星形成的气态条,而不是从预先存在的恒星盘中出现的恒星条,」作者写道。

「这可以解释在高红移亚毫米星系的FIR图像中看到的普遍的条状结构,」作者解释说。

在这个古老的星系中发现这些涟漪——以及酒吧——正在迫使人们重新思考。通常,像这样的星系中的气体盘是稳定的,所以涟漪表明该盘最近发生了一些事情。

它是与另一个星系的相互作用,还是与巨大的气体云的相互作用是未知的。然而,这个结论对作者来说似乎是自然的。「很自然地假设这种相互作用也会激活高恒星形成活动,」他们写道。

天文学家确信星系是通过与其他星系和大量气体云合并而形成和演化的。这些发现并没有挑战这个想法。但是,对明显涟漪的观察为研究人员提供了另一个了解其运作方式的窗口。