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39个古老星系移动太快,没有被哈勃发现,但被天文学家发现了

更新时间:2019-12-10 01:39点击:

  徘徊在我们宇宙尘埃中的古老、大质量星系,对哈勃望远镜家族一直是隐秘不可见的。但是在2019年,天文学家通过红外数据筛选,发现了其中的39个——潜伏在宇宙早期的陌生地方,那(当时)的夜空看上去与我们的迥然不同。

  如果你乘飞船正在接近其中一个古老星系,大概你至少能辨认出:肉眼可见的星星,旋转的尘埃,一个位于中心的大黑洞。 现今,如果你以某种方式出现在那,你将看到与110亿年前我们宇宙早期完全不同的景象。但是,光线从这些遥远的大质量星系发出,直到2019年到达地球,不得不经历数十亿年的历史,才能向我们展示这部分宇宙在它最初20亿年时的情形。光线失真,以至于用来观察紫外—可见—近红外光的哈勃望远镜根本看不到它。

  那是因为这些遥远的星系,像我们宇宙中大多数遥远的物体一样,正在疾速远离我们——暗能量驱动空间扩张的结果。 正如生命科学先前报道的那样,疾速远离我们的物体发出的光,被拉伸到更长、更红的波长。据发现这些星系的研究人员称,这些超远星系远离速度如此之快,以至于它们发出的紫外线和可见光已完全转移到哈勃无法探测的“亚毫米”波范围内。

  因此,研究人员在今年发表在《自然》杂志的论文中写道,许多致力于研究宇宙最初20亿年的学者最终研究了这些怪事:星系非常遥远,尽管哈勃看到它们相对地球已足够静止,但是这些不红移的星系可能不是常态。

  “这引出了宇宙早期大质量星系真实丰度和恒星形成率密度的问题”,研究人员写道。换句话说,那时有多少个星系真实存在,以及它们制造恒星的速度又有多快?

  研究人员写道,过去天文学家曾发现远古的单个大质量星系,以及被尘埃笼罩的更小星系。但在这项工作中,研究小组使用了一系列亚毫米敏感望远镜认出了这39个以前从未见过的古老星系。

  “很难说服我们的同行这些星系如我们猜测的那样古老。我们最初怀疑他们的存在是依据斯皮策太空望远镜的红外数据,”王涛,东京大学天文学家,同时也是论文的主要作者,在一份报告中说。“但是智利的阿塔卡玛大型毫米波/亚毫米波阵列望远镜视觉敏锐,在透过宇宙早期尘埃的最佳观测波段,也就是在亚毫米波段揭示了细节。即便如此,还是需要智利甚大望远镜的进一步数据,来真实证明我们看到的是未曾见过的古老大质量星系。”

  研究人员在论文中写道:“宇宙早期如此丰富的大质量尘埃星系挑战了我们对大质量星系形成的理解。”

  现存的几个不同模型预测这类星系的密度低得多,尽管研究人员一直怀疑有一些星系在那。有了这一发现,科学家们必须回顾并改进他们的模型,以解释这些属于未曾见过事物的数据。

  研究人员写道,这些星系有可能是导致现代大质量星系形成的群组一部分。但是它们有更多的尘埃,而且密度远比银河系大。

  “夜空会显得更宏伟。星体密度越大,意味着附近有更多的恒星,显得更大、更明亮,”王涛在一份报告中说。“与之相反,大量的尘埃意味着不容易看见远的恒星,因此,这些明亮近恒星的背景可能是一片漆黑空虚。”

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