發現早期宇宙成長超迅速星系,5 億年內就形成 2,000 億顆恆星

作者 | 發布日期 2020 年 12 月 23 日 8:30 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


一個大質量星系定形的歷程應該相當緩慢,少說也得 10 億年,然而天文學家最近發現一個星系,其形成恆星的速度是銀河系 300 倍,不到 5 億年時間就形成 2,000 億顆恆星,挑戰了公認的模型。

根據目前主導星系形成的模型,大質量星系的成形應該非常緩慢,先是少量恆星聚集形成較小的星系,數個小星系再隨著時間推移合併形成大質量星系,這過程得花費數億甚至數十億年時間。

然而根據大雙筒望遠鏡(Large Binocular Telescope)連續 17 小時的觀測結果,天文學家發現在早期宇宙中、距離我們 120 億光年一個名為 C1-23152 的橢圓星系,僅在 5 億年內就催生 2,000 億顆恆星、成長至穩定結構規模,換算平均每年形成多達 450 顆恆星(每天形成 1 顆以上),恆星形成率是銀河系當前速率 300 倍——如今的銀河系一年只能形成 1、2 顆新恆星,超出了模型預測。

但既然 C1-23152 星系未循序漸進增長,又如何在這麼短的時間內迅速擴大?研究人員分析認為,該星系也許經歷過大規模宇宙碰撞事故,比如 2 團巨大氣體雲相撞觸發一系列新生恆星形成。

像 C1-23152 這種大型星系僅佔整個宇宙星系總數 1/3,但它們卻貢獻了宇宙所有恆星質量的 70% 以上,基於目前對宇宙的觀測,建模已經很難理解這類大型星系的性質與形成過程了,現在天文學家又發現在早期宇宙存在進化如此迅速的龐大星系,我們對宇宙的理解似乎越來越難以解釋清楚。

是星系形成模型還需要修改哪些參數、還是 C1-23152 星系屬於特例,天文學家重新思考起了這些理論,為檢驗假設,下一代望遠鏡的觀察將具有決定性意義,尤其是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)。新論文發表在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

(首圖為示意圖,來源:pixabay