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望远镜和太空任务

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为什么有些星系会在时间之前变老

22 May 2013
赫歇尔望远镜发现

就像鲁ck的摇滚明星一样,一些星系生活得很快,并且早于它们的衰老。现在,一个国际天文学家团队正在观察这种变态,因为它发生在数十亿光年之外。两个遥远的星系正在崩溃,它们的所有气体如此迅速地变成恒星,以至于它们看起来似乎比实际年龄大得多。

在现代宇宙中,巨大的星系–那些发出与银河系一样多的光的–有两种主要类型:螺旋形和椭圆形。螺旋星系很优雅,随着时间的推移逐渐形成了恒星,因此它们的恒星从小到大都有。相比之下,巨大的椭圆形星系很久以前就将所有气体转化为恒星,因此今天它们仅由很少有或没有气体的老恒星组成就可以形成新恒星。

当天文学家注视数十亿光年远的空间时,他们见证了数十亿年前的宇宙。但是他们仍然看到由旧恒星组成的巨大椭圆星系–甚至远到10 距地球十亿光年。但是,当时宇宙还不到40亿年,因此椭圆形星系几乎没有形成的时间。

天文学家一直对这个年龄问题感到困惑–但是现在,加州大学欧文分校的海富和同事们认为他们可能会找到答案。该团队发现了两个螺旋星系之间的碰撞11 在Cetus星座之外十亿光年远

暴力过渡

“我们认为,该物体是螺旋星系和椭圆星系之间的过渡物体,” he says. “由于这些过渡如此剧烈而剧烈地发生,因此在很短的时间内,’要让他们真正采取行动真的很难。”

两个星系只有大约62,000 light-years apart –太阳的两倍多’距银河系的距离’s centre –并将彼此撕裂的材料,表明它们正在碰撞并将合并。当一个星系中的气体云粉碎成另一个星系中的气体云时,它们产生了许多新的恒星。

该系统被称为HXMM-01,在亚毫米波长处是明亮的,因为气体中的灰尘会吸收星光并在红外和亚毫米波长处重新发出。其实傅’小组说,这次碰撞是亚毫米级明亮星系中最发光,气体含量最高的合并。它发出10 在所有波长上,红外能量是太阳的万亿倍。在接下来的20亿年中,该系统将在一个小时内产生与太阳一样多的能量。

“恒星形成非常强烈, ”傅说。根据高红外发光度,他的团队推论出碰撞每年将大约2000太阳质量的气体转化为恒星,大约是银河系的1000倍’s rate.

多产的明星创作

星系拥有很多气体。它们的气体质量与恒星中的质量相同。但是他们多产的新星将仅用200个气体 万年。最终结果将是一个巨大的椭圆星系,大约有10个 万亿太阳质量– about 10 比银河系大十倍如果我们能看到今天的银河系,11 十亿年后,它将完全由古老的恒星组成。

“这是一个极为罕见的星系–如果解释正确,”哈佛大学天文学系主任亚伯拉罕·洛布(Abraham Loeb)说。“It’是星系动物园中的一种不寻常的动物。”

但是勒布警告说,如果碰撞使气体汇入两个星系中的超大质量黑洞,情况可能不会像看起来那样极端。’的中心。然后,黑洞将加热气体并激发类星体,该类星体比银河系发出的光要多得多,但其发出的区域只有太阳系那么小的区域。

“我们知道合并通常会触发星系中心的活动,” Loeb says. “因此,我们将看到类星体诞生。”

埋葬类星体?

但是,在这种情况下,类星体被厚厚的尘埃所包裹,这些尘埃阻挡了它的强光。灰尘会变热,发出红外线。自福’勒布说,研究小组使用巨大的红外光度推算出很高的恒星形成率,他说,埋藏的类星体会产生大部分辐射,这意味着恒星形成的速率要小得多。

幸运的是’这是辨别尘埃覆盖的类星体的一种方法,因为类星体发出高能X射线穿透尘埃。福’小组希望在今年晚些时候进行此类观察。同时,傅说他没有发现类星体的迹象:类星体通常有热尘埃,而在这个物体中他什么也看不到。

该研究描述于 性质.

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者