天文学家在其核心形成阶段发现了一个巨大的星系

艺术家印象中恒星诞生的大风暴深处在年轻的椭圆形星系的核心内部。图像

通过结合几个望远镜的观测结果，天文学家已经在大爆炸之后三十亿年的核心形成阶段观测到一个巨大的星系。

天文学家第一次看到了大规模星系建设的最早阶段。这个被称为“ Sparky”的建筑工地是一个密集的银河系核心，充满了成千上万新生恒星的光芒，这些恒星以凶猛的速度形成。

这项发现是通过NASA哈勃望远镜和Spitzer太空望远镜（W.M.）的联合观测而实现的。夏威夷茂纳基亚的凯克天文台，以及欧洲航天局的赫歇尔太空天文台，美国宇航局在其中发挥了重要作用。

充分发展的椭圆星系是缺乏气体的古代恒星聚集地，理论上认为是由内而外发展的，其紧凑的核心标志着它的开始。由于银河系核心距离如此遥远，因此从地球上可观察到的银河系形成的光实际上是在110亿年前（距大爆炸仅30亿年之后）产生的。

尽管只有银河系的大小的一小部分，但微小的强力银河系核心已经包含了大约两倍于我们自己的星系的恒星，所有恒星都挤在了仅6,000光年的区域内。银河系大约有100,000光年。

研究的主要作者，康涅狄格州纽黑文市耶鲁大学的埃里卡·纳尔逊（Erica Nelson）解释说：“我们真的没有看到可以形成如此密集物体的形成过程。”“我们怀疑这种核心形成过程是早期宇宙所独有的现象，因为整个早期宇宙整体更为紧凑。今天，宇宙是如此分散，以至于无法再创造出这样的物体。”

除了根据哈勃望远镜的影像确定星系的大小外，该团队还研究了Spitzer和Herschel的远红外影像档案。这使他们能够看到星系核心创造恒星的速度。Sparky每年产生约300颗星，而我们的银河系每年产生10颗星。

纳尔逊说：“它们是非常极端的环境。”“这就像中世纪的大锅锻造的星星。湍流很多，而且还在冒泡。如果您在那里，夜空将充满年轻的恒星，并且会有大量的灰尘，气体和爆炸的星星遗迹。真正看到这种情况令人着迷。”

天文学家认为，这种疯狂的恒星诞生是由大量涌入星系核心的气体激发的，而气体却形成在暗物质引力井的深处，暗物质是看不见的宇宙物质，是构成银河系结构的宇宙的脚手架。

观测表明，银河系疯狂制造恒星已经超过十亿年了。这种狂热最终可能会停止，并且在接下来的100亿年中，其他较小的星系可能会与Sparky合并，从而使其扩展并成为一个庞大的，静止的椭圆形星系。

耶鲁大学的团队成员Pieter van Dokkum说：“我认为我们的发现解决了这种建造星系的模式是否真的发生的问题。”“现在的问题是，这种情况多久发生一次？我们怀疑还有其他这样的星系，它们甚至在近红外波长中都显得微弱。我们认为它们在更长的波长下会更亮，因此，要找到更多这样的物体，实际上将取决于未来的红外望远镜，例如NASA的James Webb太空望远镜。”

该论文发表在8月27日的《自然》杂志上。

哈勃太空望远镜是美国宇航局与欧洲航天局之间国际合作的一个项目。NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。巴尔的摩的太空望远镜科学研究所（STScI）进行哈勃科学行动。STScI由位于华盛顿的天文学研究大学协会为NASA运营。

美国国家航空航天局的喷气推进实验室位于加利福尼亚州帕萨迪纳，负责管理美国国家航空航天局在华盛顿的科学任务部的斯皮策太空望远镜任务。科学操作是在帕萨迪纳加州理工学院的Spitzer科学中心进行的。航天器的运营总部位于科罗拉多州利特尔顿的洛克希德·马丁航天系统公司。数据存储在位于加州理工学院红外处理与分析中心的红外科学档案中。加州理工学院为NASA管理JPL。

出版物：埃里卡·纳尔逊（Erica Nelson）等人，“在大爆炸发生30亿年后，在其核心形成阶段形成了一个庞大的星系”，《自然》（Nature），2014年； doi：10.1038 / nature13616

研究报告的PDF副本：大爆炸之后的三十亿年，一个巨大的银河处于其核心形成阶段

图像：NASA，Z.Levay，G.Bacon（STScI）