天文学家发现死磁盘银河,挑战理论

2018-05-15

这位艺术家的概念展示了当与银河系相比时,年轻,死亡,盘旋星系MACS2129-1,看起来像什么。虽然是银河系的三倍,但它只有一半的大小。 MACS2129-1也是银河系的两倍以上。请注意,银河系的地区是恒星形成的蓝色,而年轻的死星系是黄色的,这表明年龄较大的恒星群体并没有新的恒星诞生。学分:NASA,ESA和Z. Levy(STScI)

使用哈勃太空望远镜,一组天文学家发现了一个紧凑而又庞大,快速旋转的圆盘形星系的第一个例子,它在大爆炸后仅几十亿年就停止制造恒星了。 / EM>

研究人员说,在宇宙历史的早期发现这样的星系挑战了目前对大质量星系形成和演化的理解。

当哈勃拍摄银河系时,天文学家期望看到由星系形成的混沌星球团聚在一起。相反,他们看到有证据表明星星出生在一个薄饼状的圆盘上。

作为太空中的“天然望远镜”,极其庞大的前景星系团MACS J2129-0741的重力会放大,增亮和扭曲远端背景星系MACS2129-1,如上图所示。中间的盒子是引力透镜星系的放大视图。在底部框中是重建的图像,基于建模,显示如果星系团不存在时星系将看起来像什么。这个星系看起来是红色的,因为它是如此遥远,它的光线被转移到光谱的红色部分。学分:NASA,ESA,S.Toft(哥本哈根大学),M.Postman(STScI)和CLASH团队

这是第一个直接的观测证据,至少一些最早所谓的“死亡”星系 - 恒星形成停止 - 某种程度上从银河系盘形发展成今天看到的巨型椭圆星系。

这是一个惊喜,因为椭圆星系包含较老的恒星,而螺旋星系通常包含年轻的蓝星。这些早期的“死”盘星系中至少有一些必须经历重大变形。它们不仅改变了它们的结构,而且改变了它们的恒星运动以形成椭圆星系的形状。

哥本哈根大学Niels Bohr研究所黑暗宇宙学中心的研究负责人Sune Toft说:“这种新的见解可能迫使我们重新思考整个宇宙学背景,即星系早期如何燃烧并演化为局部椭圆形星系,丹麦。 “也许我们一直都没有看到早期的”死亡“星系事实上可能是光盘,因为我们还没有能够解决它们。”

以前对遥远死星系的研究已经假定它们的结构与它们将演变成的局部椭圆星系相似。原则上确认这一假设需要比目前可用的更强大的太空望远镜。然而,通过称为“引力透镜”的现象,一个巨大的前景星系团体通过放大和拉伸更遥远的背景星系的图像,在空间中扮演自然的“变焦镜头”。通过将这个天然透镜与哈勃的分辨能力相结合,科学家们能够看到死亡星系的中心。

这个遥远的星系质量是银河系的三倍,但只有一半的大小。用欧洲南方天文台的超大望远镜(VLT)进行的旋转速度测量表明,盘状星系的旋转速度比银河系快两倍。

利用Cluster Lensing和Supernova对哈勃望远镜(CLASH)的调查数据,Toft和他的团队能够确定恒星的质量,恒星形成速率以及恒星的年龄。

为什么这个星系停止形成恒星还不得而知。它可能是一个活跃的银河核心的结果,能量从超大质量黑洞中涌出。这种能量通过加热气体或将其从星系中排出来抑制恒星形成。或者这可能是由于流入银河的冷气迅速被压缩和加热,从而阻止它在银河系中心冷却成星形云。

但是,这些年轻的大质量光盘如何演变成我们在当今宇宙中看到的椭圆星系? “可能通过兼并,”Toft说。 “如果这些星系通过与小伴侣合并而成长,并且这些小伴侣大量地从各种不同的角度进入星系,这最终会随机化星系中恒星的轨道。你也可以想象重大合并。这肯定也会破坏恒星的有序运动。“

这些发现发表在6月22日的“自然”杂志上。 Toft和他的团队希望利用美国宇航局即将推出的詹姆斯韦伯太空望远镜来寻找这种星系的更大样本。

超大望远镜是由欧洲南方天文台在智利北部阿塔卡马沙漠的塞罗帕拉那尔运行的望远镜设施。

研究:早期宇宙中一个巨大的死亡盘星系

资料来源:Ann Jenkins / Ray Villard,太空望远镜科学研究所