距地128億光年星系中發(fā)現(xiàn)水 早期宇宙中質(zhì)量最大的星系

天氣網(wǎng)訊，近日，阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列有了新的發(fā)現(xiàn)，即在距地128億光年星系，也是早期宇宙中質(zhì)量最大的星系中發(fā)現(xiàn)水。除了水，還有發(fā)現(xiàn)了一氧化碳。這個(gè)發(fā)現(xiàn)，將對(duì)人類(lèi)對(duì)宇宙研究有著重大的意義。那么，這座星系長(zhǎng)什么樣呢？下面我們一起來(lái)看看。

距地128億光年星系中發(fā)現(xiàn)水

距地128億光年星系

根據(jù)位于智利沙漠的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）最新觀(guān)測(cè)結(jié)果，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校天文學(xué)家在距離地球近128.8億光年、早期宇宙中質(zhì)量最大的星系SPT0311-58中發(fā)現(xiàn)了水和一氧化碳。大量檢測(cè)到這兩種分子表明，在早期形成元素后不久，分子宇宙就變得強(qiáng)大了。這是迄今為止對(duì)早期宇宙中一個(gè)星系的分子氣體含量的最詳細(xì)研究，也是在常規(guī)恒星形成星系中對(duì)水分子的最遠(yuǎn)探測(cè)。

SPT0311-58實(shí)際上由兩個(gè)星系組成，于2017年首次被發(fā)現(xiàn)，其形成時(shí)正值宇宙再電離時(shí)期。再電離時(shí)期發(fā)生在宇宙只有7.8億歲的時(shí)候，當(dāng)時(shí)一批恒星和星系正在誕生（現(xiàn)今宇宙約140億歲）。科學(xué)家們認(rèn)為，兩個(gè)星系可能正在合并，最終演化成目前已知的質(zhì)量最大的高紅移星系。與早期宇宙中的其他星系相比，它擁有更多的氣體和塵埃，讓人們有機(jī)會(huì)觀(guān)察豐富的分子，并更好地了解這些創(chuàng)造生命的元素如何影響早期宇宙的誕生、成長(zhǎng)和演化。

距地128億光年星系中發(fā)現(xiàn)水

“利用ALMA對(duì)統(tǒng)稱(chēng)為SPT0311-58的星系中的分子氣體進(jìn)行高分辨率觀(guān)測(cè)，我們?cè)谄渲休^大的星系中檢測(cè)到了水和一氧化碳分子。”伊利諾伊大學(xué)天文學(xué)家、新研究首席研究員斯里瓦尼·雅魯古拉說(shuō)，“尤其是氧和碳，它們是第一代元素，在一氧化碳和水的分子形式中，它們對(duì)生命至關(guān)重要。”

尤其是水，是宇宙中第三豐富的分子，僅次于分子氫和一氧化碳。雅魯古拉稱(chēng)，宇宙中的塵埃吸收了來(lái)自銀河系恒星的紫外線(xiàn)輻射，并以遠(yuǎn)紅外光子的形式重新發(fā)射出去。這進(jìn)一步刺激了水分子，產(chǎn)生了能夠觀(guān)察到的水的“發(fā)射”。這種相關(guān)性可用于開(kāi)發(fā)水作為恒星形成的示蹤劑，并將其應(yīng)用于宇宙學(xué)尺度上的星系。

“早期星系形成恒星的速度是銀河系的幾千倍。”雅魯古拉說(shuō)。研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可讓我們了解它們的性質(zhì)，比如有多少恒星正在形成，氣體轉(zhuǎn)化成恒星的速度，星系之間以及與星際介質(zhì)的相互作用等。

雅魯古拉表示，這項(xiàng)研究不僅有助于研究宇宙中水可能存在的位置和距離，還引發(fā)了一個(gè)大問(wèn)題：宇宙中這么早就聚集了這么多氣體和塵埃，是如何形成恒星和星系的？想要得知答案，就需要對(duì)這些以及類(lèi)似的恒星形成星系進(jìn)行進(jìn)一步研究，以更好地了解早期宇宙的結(jié)構(gòu)形成和演化。

關(guān)于ALMA：

天文觀(guān)測(cè)

阿塔卡瑪大型毫米波天線(xiàn)陣(Atacama Large Millimeter Array，縮寫(xiě)為ALMA)是來(lái)自北美、歐洲和亞洲的一些國(guó)家或地區(qū)科研機(jī)構(gòu)合作建造的大型射電望遠(yuǎn)鏡陣列，預(yù)計(jì)于2012年開(kāi)始投入運(yùn)行。阿塔卡瑪大型毫米波天線(xiàn)陣建成時(shí)將由66個(gè)無(wú)線(xiàn)電天線(xiàn)組成，分布范圍最遠(yuǎn)可達(dá)10英里，它將是世界上最大、最先進(jìn)的射電望遠(yuǎn)鏡陣列。

阿塔卡瑪大型毫米波天線(xiàn)陣位于智利北部查南托高原的拉諾德查南托天文臺(tái)，地處安第斯山脈5000多米海拔的山頂之上，距離智利著名的古跡圣佩德羅阿塔卡瑪約40公里，距離海港城市安托法加斯塔約275公里。這里是地球上氣候最干燥的地區(qū)之一，海拔高，非常適合毫米波天文觀(guān)測(cè)。

到2013年，工程師將安裝至少60多架直徑為12米、重100噸的碟形天線(xiàn)(外加4個(gè)小型天線(xiàn))。安裝完成后，它們將共同捕獲能夠穿過(guò)星際塵埃云的窄譜輻射，讓科學(xué)家能夠觀(guān)測(cè)到恒星形成過(guò)程中的引力坍縮，以及100億年前發(fā)射的、來(lái)自遙遠(yuǎn)宇宙的紅移輻射。

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