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ALMA在非常年轻 遥远的星系中探测到大量的星际尘埃 氧气

  • 科学
  • 2019-08-28 11:01:19
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宇宙尘埃主要由硅,碳和铝组成,颗粒小到百万分之一厘米。

这些颗粒中的化学元素是在恒星内部锻造而成,当恒星死亡时,它们散布在宇宙中,最引人注目的是超新星爆炸。

今天,这种尘埃很多,是恒星,行星和复杂分子形成的关键组成部分; 但在早期的宇宙中 - 在第一代恒星灭绝之前 - 它是稀缺的。

据伦敦大学学院天文学家尼古拉斯·拉波特(Nicolas Laporte)领导的一个研究小组称,尘埃星系A2744_YD4在宇宙只有6亿年之久,就像第一颗恒星和星系形成时一样。

A2744_YD4的观测成为可能,因为这个星系位于一个叫做Abell 2744的大型星系团后面。

“不仅A2744_YD4是ALMA观测到的最遥远的星系,但是如此多的尘埃的检测表明早期的超新星必定已经污染了这个星系,”Laporte博士说。

早期宇宙中的尘埃探测提供了关于第一颗超新星爆炸何时爆发的新信息,以及第一颗热星在光照下沐浴宇宙的时间。

确定这个“宇宙黎明”的时间是现代天文学的圣杯之一,它可以通过对早期星际尘埃的研究来间接探测。

Laporte博士和他的同事估计,A2744_YD4含有相当于太阳质量600万倍的尘埃量,而星系的总恒星质量是太阳质量的20亿倍。

ALMA观测还检测到来自A2744_YD4的电离氧的发光发射。

这是宇宙中最远,也是最早的氧气检测,超过了2016年的另一个ALMA结果。

天文学家还测量了A2744_YD4中恒星形成的速率,发现恒星每年以20太阳质量的速度形成 - 而银河系每年只有一个太阳质量。

“对于这样一个遥远的星系来说,这个速度并不罕见,但它确实揭示了A2744_YD4形成的尘埃的速度,”来自ESO和伦敦大学学院的团队成员Richard Ellis博士说。

“值得注意的是,所需的时间只有2亿年左右 - 所以我们正在形成这个星系。”

这意味着在观察到A2744_YD4的时期之前约2亿年开始出现明显的恒星形成。

这为ALMA提供了一个很好的机会,可以帮助研究第一批恒星和星系“开启”的时代 - 这是最早探索的时代。

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