早期宇宙中尘土飞扬的星系

一个非常早的星系,包含天文学家所说的“dust” –碳,铁和氧等元素–用于制造行星的原材料。

这就是银河系星团Abell1689。它是如此巨大,以至于它的引力会弯曲并放大来自其之外更远物体的光。这样便可以看到银河系A1689-zD1(在框中)。宇宙只有7亿年的历史,这是一个尘土飞扬的星系。图片来自NASA / ESA / L.Bradley,H.Ford,R.Bouwens,G.Illingworth。

这是阿贝尔1689年星系团。’s如此之大,以至于它的引力弯曲并放大了来自其以外更远物体的光。那’s我们如何看到星系A1689-zD1(在框中)。宇宙只有7亿年的历史,这是一个尘土飞扬的星系。图片来自NASA / ESA / L.Bradley,H.Ford,R.Bouwens,G.Illingworth。

当我们的宇宙诞生–大约138亿年前–没有灰尘。最早的星系没有’尘土飞扬;它们仅由气体制成。那’这就是为什么在早期宇宙中发现充满尘埃的银河系的原因正在向天文学家揭示的原因。这向他们表明,星系很快就被富含碳和氧等元素的尘埃所富集。–用来制造行星的原材料。这个星系的研究是 已发表 于2015年3月2日发表在《自然》杂志上。

我们宇宙中的尘埃–由碳(细烟灰)或硅酸盐(细沙)组成的烟雾状颗粒–起源于星星。它’由热核聚变过程合成,使恒星发光。后来,当大量恒星死亡并爆炸为超新星时,尘埃被驱赶到太空中。

在恒星之间的空间中,尘埃与气体一起聚集在云中,这些云是新星及其行星(可能是行星)的诞生地。灰尘主要由碳,硅,镁,铁和氧等元素组成,这些元素构成了像我们地球这样的行星。

这些相同的成分可以在人体中找到,因此著名的说法是 we are made of star 灰尘.

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星际空间尘埃的电子显微镜图像。星际尘埃颗粒通常约为100纳米(一个纳米等于一毫米的百万分之一),由碳(烟灰)或硅酸盐(细砂)组成。

星际空间尘埃的电子显微镜图像。星际尘埃颗粒通常约为100纳米(一个纳米等于一毫米的百万分之一),由碳(烟灰)或硅酸盐(细砂)组成。

什么’这项研究令天文学家感到兴奋的是,银河系A1689-zD1– which 他们说 is “大量富含灰尘” –如此遥远。在我们的宇宙中,遥远的距离等于很久以前。在这种情况下,哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所的天体物理学家达拉赫·沃森解释说:

…大爆炸之后仅7亿年。这是一个大小适中的星系,但已经充满了尘埃。这是非常令人惊讶的,它告诉我们普通星系富含重元素的速度远远超过了预期。

我们怎么能看到这个遥远的星系?它’s如此遥远,以至于我们期望在此距离只能看到令人难以置信的发光类星体。但是我们可以看到它(请看上面的图像,位于盒子内部),因为名为Abell 1689的大型星系团位于星系和地球之间。星系团非常庞大,其巨大的质量和强大的引力使其充当透镜,放大了距离较远的星系。这是 引力透镜,这为天文学家们提供了一个遥远空间的放大镜。

事实证明,由于其相对于Abell 1689所在位置的幸运情况,星系A1689-zD1是迄今为止已知的最遥远的星系之一。就是那个’是有史以来最年轻的星系之一。

确定距离后,研究小组随后使用智利的ALMA望远镜研究了银河系。这些望远镜可以在远红外波长观察,它们揭示了银河系中充满了尘埃。在一个 尼尔斯·波尔研究所的声明,达拉赫·沃森(Darach Watson)解释说,早期星系中的年轻恒星发出高温紫外线。高温的紫外线辐射会加热周围的冰冷灰尘,然后发出远红外光。他说:

正是这种远红外光告诉我们,银河系中有尘埃。这非常令人惊讶,这是在如此早期的星系中首次发现尘埃。因此,恒星形成的过程必须在宇宙历史的很早就开始,并且与尘埃的形成有关。对大量固体物质的检测表明,银河系很早就富含固体,这是形成复杂分子和行星的先决条件。

达拉赫·沃森(Darach Watson)与Lise Christensen(也是尼尔·波尔研究所)一起以及瑞典,苏格兰,法国和意大利的研究人员领导了这项研究。

这些结果对这些研究人员很有趣,他们想知道最早的星系是如何演化的,以及宇宙在大爆炸后不久如何展开。

更多投机者可能会想到在我们的宇宙历史中很久以前就形成了行星(宜居行星?)。当然,我们知道在太空中距离我们更近的非常古老的行星,例如 PSR B1620-26 b – sometimes called 创世记星球 要么 玛土撒拉 因为据信它已有127亿年的历史。

寻找超越我们太阳系中行星的行星是一项相对较新的尝试(第一个发现是绕着主序恒星或类似太阳的恒星运行的行星是 51佩加西b(1995年))。

我想强调的是,在早期宇宙中没有发现任何行星。所有的’s been found is 灰尘 –制造行星的原始原料。

尽管如此,至少对我来说’令人高兴地认为,随着我们的宇宙首次出现,行星形成的条件可能已经迅速成熟。如果是这样的话…此后可能形成了数十亿亿个行星?

艺术家对原行星盘的说明-尘埃和气体的盘-形成像我们的太阳(和地球所居住的太阳系)这样的恒星。图片来自NASA / JPL-Caltech。

艺术家’s原行星盘的插图–一盘灰尘和气体–像我们的太阳这样的恒星和像地球一样的行星是从中形成的。图片来自NASA / JPL-Caltech。

底线:银河系A1689-zD1的距离暗示着距大爆炸大约7亿年的时间,大爆炸发生在大约138亿年前。它’是一个年轻的星系,但其中充满了尘埃。该发现表明,在宇宙历史的早期,其他星系可能包含诸如碳和氧等元素,这些元素是制造行星的原材料。

通过尼尔斯·波尔研究所

黛博拉·伯德