新發(fā)現！科研人員在近128.8億光年星系上檢測到水

根據位于智利沙漠的阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA)最新觀(guān)測結果，美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納—香檳分校天文學(xué)家在距離地球近128.8億光年、早期宇宙中質(zhì)量最大的星系SPT0311-58中發(fā)現了水和一氧化碳。大量檢測到這兩種分子表明，在早期形成元素后不久，分子宇宙就變得強大了。這是迄今為止對早期宇宙中一個(gè)星系的分子氣體含量的最詳細研究，也是在常規恒星形成星系中對水分子的最遠探測。該研究發(fā)表在3日的《天體物理學(xué)雜志》上。

SPT0311-58實(shí)際上由兩個(gè)星系組成，于2017年首次被發(fā)現，其形成時(shí)正值宇宙再電離時(shí)期。再電離時(shí)期發(fā)生在宇宙只有7.8億歲的時(shí)候，當時(shí)一批恒星和星系正在誕生(現今宇宙約140億歲)?？茖W(xué)家們認為，兩個(gè)星系可能正在合并，最終演化成目前已知的質(zhì)量最大的高紅移星系。與早期宇宙中的其他星系相比，它擁有更多的氣體和塵埃，讓人們有機會(huì )觀(guān)察豐富的分子，并更好地了解這些創(chuàng )造生命的元素如何影響早期宇宙的誕生、成長(cháng)和演化。

“利用ALMA對統稱(chēng)為SPT0311-58的星系中的分子氣體進(jìn)行高分辨率觀(guān)測，我們在其中較大的星系中檢測到了水和一氧化碳分子。”伊利諾伊大學(xué)天文學(xué)家、新研究首席研究員斯里瓦尼·雅魯古拉說(shuō)，“尤其是氧和碳，它們是第一代元素，在一氧化碳和水的分子形式中，它們對生命至關(guān)重要。”

尤其是水，是宇宙中第三豐富的分子，僅次于分子氫和一氧化碳。雅魯古拉稱(chēng)，宇宙中的塵埃吸收了來(lái)自銀河系恒星的紫外線(xiàn)輻射，并以遠紅外光子的形式重新發(fā)射出去。這進(jìn)一步刺激了水分子，產(chǎn)生了能夠觀(guān)察到的水的“發(fā)射”。這種相關(guān)性可用于開(kāi)發(fā)水作為恒星形成的示蹤劑，并將其應用于宇宙學(xué)尺度上的星系。

“早期星系形成恒星的速度是銀河系的幾千倍。”雅魯古拉說(shuō)。研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可讓我們了解它們的性質(zhì)，比如有多少恒星正在形成，氣體轉化成恒星的速度，星系之間以及與星際介質(zhì)的相互作用等。

雅魯古拉表示，這項研究不僅有助于研究宇宙中水可能存在的位置和距離，還引發(fā)了一個(gè)大問(wèn)題：宇宙中這么早就聚集了這么多氣體和塵埃，是如何形成恒星和星系的?想要得知答案，就需要對這些以及類(lèi)似的恒星形成星系進(jìn)行進(jìn)一步研究，以更好地了解早期宇宙的結構形成和演化。(科技日報實(shí)習記者 張佳欣)

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