早期宇宙充满了星暴星系

Rinaldi 及其同事的研究一目了然。 前三个以红色为主的饼图显示,在大爆炸后的最初数十亿年中,大约 60% 到 90% 的新恒星是由星系在快速增长中创造的。 现在,在第四个饼图中,宇宙要安静得多,只有大约 10% 的新恒星诞生在爆发式增长的星暴星系中。 图片来源:P. Rinaldi (RUG)/D。 Aversa/美国宇航局

在大爆炸后的最初几十亿年,宇宙中的所谓星暴星系比模型预测的要多得多。 早期宇宙中多达 60% 到 90% 的恒星似乎是由经历快速增长的星系产生的。 这就是对 20,000 多个遥远星系的分析所显示的结果。 由格罗宁根大学(荷兰)的天文学家领导的研究小组将很快在《天体物理学杂志》上发表其研究结果。

星暴星系是处于快速增长的星系。 它们在相对较短的时间内产生比正常更多的恒星。 恒星的快速增长会持续 10 到 1 亿年。 星系通常可以存活数十亿年,并且可以经历几次增长。 要触发生长突增,需要突然流入气体,否则新恒星的构建块很快就会用完。 这种流入可能发生,因为 example,当两个星系相互接近时。

由 Pierluigi Rinaldi 博士领导的研究小组。 格罗宁根大学(荷兰)的学生研究了 20,000 多个遥远星系的数据。 这些数据是近年来由哈勃太空望远镜、智利欧洲超大望远镜上的 MUSE 仪器和斯皮策太空望远镜收集的。 这些望远镜可以追溯到很久以前,以至于研究人员能够研究 11 到 130 亿年前形成的星系。 大爆炸发生在 137 亿年前。

分析表明,在大爆炸后的最初数十亿年中,大约 20% 到 40% 的恒星形成星系是星暴星系。 这些处于突增生长的星系占恒星新增加的 60% 到 90%。 相比之下,今天的宇宙要安静得多,只有大约 10% 的新恒星诞生在星暴星系中。


婴儿潮星系是一个 example 一个遥远星系的生长突增。 图片来源:NASA/JPL-Caltech/Subaru/STScI/P。 卡帕克

此外,分析表明,较小的星系比较大的星系更频繁地发生生长突增。 甚至许多小型星暴星系似乎在它们形成时就被望远镜捕捉到了。 “从这个意义上说,你可以将其与人类的生长突增进行比较。这在婴儿期也是最强的,”里纳尔迪说。

结果出人意料,因为直到最近,星暴星系还被认为是不寻常的,并且在星系的形成和生长中并不重要。 “即使是最新和最复杂的星系形成模型也没有预测到这一点,”里纳尔迪说。 “似乎物理过程发生的规模太小,模型无法解释它们。”

Rinaldi 的导师 Karina Caputi(格罗宁根大学)补充道:“当然,它让我们对这些模型有所思考。这是一个好兆头。” 在接下来的一段时间里,卡普蒂希望进一步研究第一批星系的起源和演化。 她能做到这一点是因为她最近获得了 NWO Vici 资助,而且詹姆斯韦伯太空望远镜也将把它的镜子聚焦在遥远的星系上。