天文学家揭示了在大爆炸之后仅2.5亿年的恒星形成的证据

该图显示了由NASA / ESA哈勃太空望远镜拍摄的星系星系MACS J1149.5 + 2223；插图是距离很远的星系MACS1149-JD1，它被视为133亿年前，并由ALMA观测到。在此，用ALMA检测到的氧气分布用红色表示。

天文学家利用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列（ALMA）和ESO的超大望远镜（VLT）的观测结果来确定，遥远的星系MACS1149-JD1中的恒星形成始于意想不到的早期，距大星系仅2.5亿年。砰。这一发现还代表了有史以来在宇宙中检测到的最遥远的氧气，以及ALMA或VLT观测到的最遥远的星系。结果将发表在2018年5月17日的《自然》杂志上。

一个国际天文学家团队使用ALMA观测了一个遥远的星系，称为MACS1149-JD1。他们发现银河中的电离氧发出非常微弱的辉光。当这种红外光在太空中传播时，宇宙的膨胀将其延伸的波长延长到到达地球时的十倍以上，并被ALMA探测到。研究小组推断，该信号是在133亿年前（即大爆炸发生后的5亿年）发出的，这使其成为有史以来望远镜探测到的最遥远的氧气。氧气的存在清楚地表明该星系中肯定有更早的恒星。

ESOcast 161灯：遥远的星系揭示了很早的恒星形成（4K UHD）

“我很高兴看到ALMA数据中的遥远氧气信号，”该论文的主要作者，大阪产业大学和日本国立天文台的研究员Takuy​​a Hashimoto说道。“这种探测推回了可观察到的宇宙的前沿。”

除了ALMA吸收的氧气发出的辉光外，ESO的甚大望远镜（VLT）还检测到了较弱的氢辐射信号。从该观测值确定的到星系的距离与从氧观测值到的距离一致。这使MACS1149-JD1成为最遥远的星系，具有精确的距离测量值，并且是用ALMA或VLT观测到的最遥远的星系。

该缩放视频序列将观看者带回到了早期的宇宙。我们从狮子座（Leo）的天空和家的广阔视野开始。在这里，我们从NASA / ESA哈勃太空望远镜的影像中找到了星系MACS1149壮观的星团。但是远远超出这个簇的是非常微弱的对象MACS1149-JD1。ALMA和VLT的观测结果表明，该星系仅在大爆炸之后5亿年才被观测到，并显示了更早时期恒星形成的证据。

“这个星系是在宇宙只有5亿年历史的时候才被看到的，但是它已经有一颗成熟的恒星，”英国伦敦大学学院（UCL）的研究员，该书的第二作者尼古拉斯·拉波特（Nicolas Laporte）解释说。新文章。“因此，我们能够利用这个星系探究更早的，完全未知的宇宙历史时期。”

大爆炸之后的一段时间里，宇宙没有氧气。它是由第一批恒星的融合过程创建的，然后在这些恒星死亡时释放。在MACS1149-JD1中检测到氧气表明，这些较早的恒星已经形成，并且在宇宙诞生后仅5亿年就将其排出了氧气。

但是，这种较早的恒星形成是何时发生的呢？为了找到答案，研究小组使用了NASA / ESA哈勃太空望远镜和NASA Spitzer太空望远镜拍摄的红外数据重建了MACS1149-JD1的早期历史。他们发现，通过一个模型可以很好地解释银河系的观测亮度，在该模型中，恒星形成的开始仅对应于宇宙开始后的2.5亿年。

这部计算机图形电影显示了星系MACS1149-JD1中可能的恒星形成历史。物质的自重产生丝状结构，并且在丝的相交处的密度增加。在大爆炸之后大约2亿年，活跃的恒星形成在高密度区域点燃，这导致了星系的形成。活跃的恒星风和超新星将星系中的气体吹散，然后气体返回星系并引起另一次恒星爆发。

在MACS1149-JD1中看到的恒星的成熟提出了一个问题，即最初的星系何时从完全黑暗中诞生，一个时代的天文学家将其浪漫地称为“宇宙黎明”。通过确定MACS1149-JD1的年龄，研究小组有效地证明了星系存在的时间比我们目前可以直接检测到的要早。

UCL的高级天文学家，该论文的合著者Richard Ellis得出以下结论：“确定宇宙黎明发生的时间类似于宇宙学和星系形成的圣杯。通过对MACS1149-JD1的这些新观察，我们越来越接近直接见证星光的诞生！由于我们都是用加工过的恒星材料制成的，所以这确实是我们找到自己的起源。”

该视频序列始于NASA / ESA哈勃太空望远镜对遥远星系团MACS 1149的观察。拐角处还有一个距离更远的天体，即银河系MACS 1149-JD1，距大爆炸仅5亿年之久。最终图像显示了该星系最近的ALMA成像。

出版物：桥本卓也等，“大爆炸后2.5亿年，恒星形成开始”，《自然》，第557卷，第392–395页（2018）doi：10.1038 / s41586-018-0117-z