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螺旋星系鼻祖在120亿光年外被发现:中心隆起暗示已被

发布日期:2020-08-24 07:32   来源:未知   阅读:

编者按:SPT0418-47星系是目前发现最古老的螺旋星系之一,形成时间是在宇宙大爆炸之后3.8亿至4亿年之间,堪称螺旋星系的鼻祖,与我们的距离超过120亿光年。深入观测SPT0418-47星系存在中心隆起,暗示其中心已经被黑洞占领。

宇宙印象|头条独家 深度科普栏目第1512期

当前的主流宇宙学理论认为,宇宙中第一批星系的形成时间是在宇宙大爆炸之后3.8亿至4亿年之间形成的。早期恒星的寿命其实很短,几百万年的时间就可能是恒星的一生,但这些恒星在短暂的一生中可释放出更加强烈的光芒。恒星寿命偏短也让星系的形成变得不太稳定,这一点我们可以根据120亿光年外所发现的一个早期星系进行分析和佐证。

图片解读:银河系与SPT0418-47星系的比较,都是螺旋星系

图片解读:SPT0418-47星系的射电图像,中心隆起结构明显,还有辐射状

图片解读:SPT0418-47星系中心有个黑洞

这个星系被命名为SPT0418-47星系,诞生于宇宙诞生之后的第14亿年,从理论上说,SPT0418-47星系存在的时间比第一代星系晚了10亿年,应该不属于第一代星系,其主要轮廓和结构都呈现出高度稳定的特征,并不像一个早期星系的模样。

借助引力透镜这个工具,Max-Planck天文物理研究所等机构的学者对SPT0418-47星系进行了详细观测,发现其拥有一个几乎完美的光环和中心隆起结构。这说明SPT0418-47星系中有着一定的秩序,恒星形成的速度可以很快,也可以很快死亡,但整个星系盘上处于井然有序的情景,这个发现对于星系的演化研究有着重要的意义。

图片解读:SPT0418-47星系外侧的光环,其实这是它的边缘

SPT0418-47星系与我们的银河系有着一定的相似之处,唯一的区别的前者没有旋臂。但是中心隆起结构代表着大量恒星聚集在这里,也是我们第一次看到120亿光年之外有星系出现类似的结构,与银河系的中心隆起有些相似。中心隆起结构说明SPT0418-47星系内部较为稳定,表明在120亿年前,螺旋星系的结构就已经开始稳定下来。

也有学者认为SPT0418-47星系并非螺旋星系,而是一个椭圆星系的前身,关于这个猜想的结论还需要进一步观测和验证。通过对SPT0418-47星系的研究,我们也确定了在宇宙大爆炸之后10多亿年,宇宙中的星系并非我们想象的那样混乱,依然是以较为有序的状态演化。

图片解读:ULASJ1234+0907黑洞被认为是最早的超大质量黑洞之一

就在SPT0418-47星系被发现的同时,ALMA的天文学家也发现了一个在大爆炸之后15亿年存在的DLA0817g螺旋星系。这两个早期螺旋星系的发现暗示其中心已经被黑洞占领,隆起的中心有大量的恒星聚集,绕着黑洞公转。

黑洞看似是宇宙中终结一些的天体,但它们在星系演化中却扮演了重要作用。宇宙诞生之后的数亿年就出现演化秩序井井有条的螺旋星系,看来黑洞在其中起到了关键作用。值得一提的是,在110亿光年之外的宇宙,也发现过超大质量黑洞,比如ULASJ1234+0907黑洞,这说明它们并非依靠合并而形成,还有一种诞生的途径。在宇宙诞生之后的10至20亿年,就出现超大质量黑洞和螺旋星系,两者的关系注定不一般。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。

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