【宇宙之謎】發現早期宇宙增長超迅速星系,5億年內就形成2,000億顆恒星

天空之城 2020/12/23 檢舉 我要評論

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,其形成恒星的速度是銀河系300倍,不到5億年時間就形成2,000億顆恒星,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,先是少量恒星聚集形成較小的星系,數個小星系再隨著時間推移整合形成大質量星系,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2,000億顆恒星、增長至穩定結構規模。

換算平均每年形成多達450顆恒星(每天形成1顆以上),恒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顆新恒星,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恒星形成。

像C1-23152這種大型星系僅占整個宇宙星系總數1/3,但它們卻貢獻了宇宙所有恒星質量的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)。

新論文發佈在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

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