大爆炸後發現年齡只有17億年的巨大死亡星系,科學家們無法解釋!

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對於星系的形成我們可能錯得很離譜。

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這是第一次天文學家發現一個巨大的、不活躍星系,當時的宇宙只有17億年左右,但沒有人能夠解釋它是如何結束的。

我們目前對星系形成的了解說明,當時出現的所有星系應該都是微小而低質量的,而且忙著形成恆星。相反的,這個死亡的龐然大物已經比現今的銀河系大5倍,所有的一切都壓縮到12倍小的地區,並且已經結束恆星形成高峰期有很長的一段時間。

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如果這項發現被其他團隊證實,這意味著科學家需要重新思考星系形成的方式,並全面檢查有關大爆炸後的前幾十億年所發生的事情的假設。

這也表示,在宇宙開始的時候,有很多令人驚訝的事還沒有被發現。

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來自澳洲斯威本科技大學(Swinburne University of Technology)的首席研究員Karl Glazebrook說:「對於最早的大型紅色星系,這一項發現創造了新紀錄。」

雖然關於星系如何以及何時開始和停止形成恆星,還有很多是未知的,但我們最好的模型是假設它發生在宇宙起源之後的一段時間,這表示在大爆炸之後最少30億年才有可能像這樣「紅塊(red nugget)」的死亡星系出現。

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「這是一項極為罕見的發現,對於星系進化模型來符合這樣的星系出現在更早的宇宙,引起一個新挑戰。」

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如同上面的影片所解釋,在此之前的時間,研究認為大多數的星系都是低質量且忙於製造恆星。例如,天文物理學家預測,在大爆炸後的17億年,我們自己的銀河系是一個「凌亂的小矮星系,只有今天質量的50分之1。」

但這個名為ZF-COSMOS-20115的新星系,完全反駁這個模型。

新的研究認為,這個星系,緊接在大爆炸之後不久,以及在宇宙歷史17億年之前,發生快速的星爆(star-burst)事件,已經完成所有的恆星的形成(數量是現今我們銀河系的3倍)。

這使得它被稱為靜止的或「紅色且死亡的(red and dead)」星系,在現今宇宙四處是常見的,但是沒有人想到在當時會出現。

Glazebrook說:「這個巨大的星系就在宇宙歷史開始不到1億年的時間形成,形狀像鞭炮一樣。」

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「它很快就形成像怪物般的天體,然後突然間把自己熄滅並關掉。至於它是怎麼做的,我們只能猜測。這個在宇宙非常早期的快速生存和死亡,並沒有被我們的現代星系形成理論所預測到。」

研究人員以前就發現到這些奇怪的早熟星系的線索,但這是第一次研究人員實際偵測到。

為了凝視這麼遙遠的過去,研究人員使用在夏威夷的巨型凱克天文望遠鏡(W M Kecktelescope)。他們正在尋找近紅外線波長的放射,這些波長給予他們老舊恆星的存在和老舊星系缺乏活躍恆星形成的訊息。

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Glazebrook告訴美國流行科技網誌Gizmodo,當第一次發現ZF-COSMOS-20115時,他們並不認為它可能是真的。

來自德州農工大學(Texas A&M University)的研究人員之一Vy Tran說:「我們使用世界上最強大的望遠鏡,但仍然需要盯著這個星系超過兩個晚上,才能揭露出它的出色本質。」

現在需要的是,使用次毫米電波望遠鏡來做後續觀察。將於2018年發射的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope),能夠從地球大氣層干擾之外的地方來協助。

來自荷蘭萊頓大學(Leiden University)的團員之一Corentin Schreiber解釋:「次毫米波是由阻擋其他光線的高熱塵埃所排放出來的,並且將告訴我們這些鞭炮狀的星系何時爆炸,以及它們在發展原始的宇宙的過程中,如何扮演重要的角色。」

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在那之前,誰也猜不準這個巨大的死亡星系是如何這麼早就在宇宙時間線上出現。但你可以打賭,這個神秘現象將讓天文物理學家繼續在未來幾個月的晚上忙著找尋答案。

這項研究發表在自然(Nature)期刊

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「語音合成由賽微科技提供」

來源:Science Alert