135亿光年!迄今为止发现的最遥远的星系

  • 2022-04-08 15:38
  • 科技日报

据《天体物理学杂志》年7月7日发表的一项研究,一个由天文学家组成的国际团队,包括来自美国哈佛-史密森天体物理中心的研究人员,发现了历史上最远的星系。这个被命名为HD1的候选星系距离我们大约135亿光年。

研究小组提出了两种想法:HD1可能正在以惊人的速度形成恒星,甚至可能是宇宙中第一颗恒星人口III的家园,或者HD1可能包含一个质量约为太阳1亿倍的超大质量黑洞。

合著者、天体物理中心的天文学家法比奥帕库奇(Fabio Pacucci)说,“回答关于如此遥远的星系的性质的问题可能具有挑战性。就像一艘远岸的船,在大风浓雾中,从船旗猜测国籍。人们可能会看到一些颜色和形状的旗帜,但不是全部。归根结底,这是一场分析和排除不合理场景的漫长博弈。”

HD1在紫外线下非常亮。起初,研究人员假设这是一个标准的星爆星系,即一个正在高速创造恒星的星系。但在计算了HD1产生了多少颗恒星后,他们发现HD1每年会形成100多颗恒星。这个速度简直不可思议,比他们预期的至少高10倍。

研究小组开始怀疑HD1可能不会形成通常的恒星。"宇宙中形成的第一批恒星比现代恒星更大、更亮、更热."帕库奇说,“如果HD1中产生的恒星是这些第一或第三组恒星,那么它的性质就更容易解释了。事实上,第三组恒星比普通恒星能产生更多的紫外线,可以明确HD1的极紫外程度。”

不过超大质量黑洞也可以解释HD1的极端亮度。当它吞噬大量气体时,黑洞周围的区域可能会发射出高能光子。

如果是这样,这将是迄今为止人类已知的最早的超大质量黑洞。与目前的纪录保持者相比,观测到的时间更接近BIGBANG。

" HD1将代表早期宇宙产房里的一个巨大婴儿."天体物理中心的天文学家艾维洛布(Ivy Loeb)说,“它的红移几乎是有史以来最高类星体红移的两倍,这是一个了不起的壮举。”

“从70多万个天体中寻找HD1是一项非常艰巨的任务。”该团队研究人员表示,“HD1的红色与135亿光年外星系的预期特征非常一致。”

研究小组使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行跟踪观测,以确认距离,该距离比目前最远星系的记录保持者GN-z11还要远1亿光年。

他们还将使用詹姆斯韦伯太空望远镜再次观测HD1,以验证它与地球的距离。如果目前的计算被证明是正确的,HD1将是有史以来记录的最远和最古老的星系。

这些观察将使研究小组能够更深入地挖掘HD1的“身份”。“大爆炸后数亿年形成的HD1中的黑洞一定是从一颗巨大的种子以前所未有的速度成长起来的。”勒布说,大自然似乎比我们更富有想象力。

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