圖片中央白圈内的紅色天體爲此次新發現的星系。透過光譜觀測對該星系中的恆星運動進行調查發現,構成該星系「核心」的部分早在120億年前就已經形成。(圖片來自:國立天文臺)
日本國立天文臺等的研究人員組成的研究團隊透過用昴星團望遠鏡和凱克望遠鏡觀測,在120億年前的宇宙中發現了比銀河系更重的星系。該星系是一個停止造星活動的「安靜」星系,圖中白色圓圈内的紅色天體是在該星系中最遠的地方發現的。另外,研究團隊調查星系中的恆星運動發現,構成星系「核心」的部分早在120億年前就已經形成。這是揭示星系形成歷史的重要發現。
宇宙中存在大量星系,這些星系主要可以分爲2種類型。即「活躍」的星系和「安靜」的星系。星系是利用氣體製造恆星的造星工廠,很多星系都是活躍造星並發出明亮光芒的「活躍」星系。還有一些則是因爲某種終極因數停止造星的「安靜」星系。目前還不清楚星系變「安靜」的理由,但研究人員認爲,造星活動非常弱,開始變得安靜的星系是解開謎團的關鍵。
研究團隊利用凱克望遠鏡配備的近紅外線光譜儀,詳細觀測了在昴星團望遠鏡花很長時間拍出黑暗天體的宇宙區域「昴星團XMM牛頓深場」發現的安靜星系。發現該星系距離地球120億光年,也就是說,位於120億年前的宇宙中,另外還應答,該星系的造星活動正在減弱。這是迄今爲止發現的所有安靜星系中最遠和最古老的星系。在宇宙的歷史中最先停止造星變得安靜的星系被認爲會是非常重的星系,此次發現的星系實際上也是很重的星系。這是一個非常有意義的發現,有助於解開逐漸變安靜的星系之謎。
此外還發現,星系的「核心」幾乎在120億年前就形成了。觀測發現,此次發現的120億年前的宇宙中的星系,其恆星的運動速度與當前宇宙中存在的重星系的恆星基本相同。也就是說,120億年前,星系中心部分(核心)的狀態就已經與當前宇宙中的重星系相同了。此前利用相同量測方法發現的最古老星系位於110億年前,此次的發現表明,星系核心的形成時間比之前認爲的更早。
關於未來的研究,研究團隊表示希望能夠回答:「巨大的星系是如何誕生、成長並死亡的?星系的核心是何時形成的?」等問題,要想解開這些謎團,需要探索更遙遠、更古老的宇宙。
此次的研究成果概念圖。利用凱克望遠鏡對從「昴星團XMM牛頓深場」發現的「安靜」星系進行光譜觀測,發現該星系存在於120億年前的宇宙,質量與當前宇宙中的巨大星系相似。因此,可以認爲巨大星系的核心早在120億年前就已經形成。(圖片來自:國立天文臺/Tanaka et al. 2019)
相關研究成果已於2019年11月6日發佈在美國天體物理可用能學領域的專業期刊《Astrophysical Journal Letters》上。
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The ‘Cores’ Of Massive Galaxies Found To Have Formed A Billion Years Earlier Than Previously Thought
文:JST客觀日本編輯部翻譯