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在古代星系中,恒星或经历过的"生与死的速度

2020-11-23 10:23   来源: 互联网

大多数星系是在宇宙早期形成的,我们的银河系也不例外。科学家推测,银河系可能是由130亿年前形成的早期宇宙中的几个矮星系统碰撞而成的。因此,对宇宙中这些早期星系系统的研究可以帮助我们更好地理解银河系的形成和演化。


据外国媒体报道,10月27日,一个国际研究小组使用Atakama毫米/亚毫米波阵列望远镜(ALMA)对118个遥远的星系进行了研究,发现星系中约有20%的恒星被尘埃遮蔽,这意味着星系中含有大量尘埃和重元素,这一发现远远超出了此前的预期。


为什么会发生这种情况?这些星系中的尘埃和重元素从何而来?这一发现是否意味着需要改写传统理论?考虑到这些问题,"科技日报"(Science And Technology Daily)的一名记者采访了相关专家。


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繁星代代相传的"遗骸


科学家们认为,宇宙中早期的星系系统缺乏大量的尘埃和重元素。为什么会有这样的推测呢?这始于它们的"生命"。


大爆炸"之后,宇宙中的元素主要是氢、氦和少量的锂。我们今天看到的更重的元素主要是随着恒星的演化和消亡而产生并释放到星际空间中。中国科学院国家天文台副研究员王兰对记者说。


在第一代恒星死亡后,它们产生的重元素分散在星际空间,在这些空间中诞生的下一代恒星含有这些重元素,并继续产生新的重元素,这些元素代代相传,宇宙中的重元素随着时间的推移而增加。


星星的诞生不是统一的"。上海交通大学物理和天文学学院副研究员刘成泽说,以前的观察表明,在宇宙的早期,物质的密度略有波动,缺乏恒星形成所需的冷气体。随着时间的推移,在重力作用下,暗物质团和冷气逐渐聚集在一起,为恒星和星系的形成提供了条件。星系间的碰撞也促使恒星形成率越来越高,并在宇宙大爆炸后约30亿年达到峰值。"这个时期也被称为‘宇宙正午’--大约一半的恒星和星系(宇宙正午),宇宙是在这一时期形成的。"刘诚说。


恒星的爆炸性增长确实带来了大量的尘埃和重元素。但在此之前,没有足够的时间和物质基础形成如此多的大质量恒星,因此科学家推测,宇宙的早期星系并不包含大量的尘埃和重元素。


天文学家以前在高红移系统中发现了大量的尘埃,但是这个例子是非常罕见的。另一方面,这项研究发现了大量这样的星系,进一步证实了在高红移系统中可能存在大量的尘埃和重元素。刘诚补充道。


质量越大,恒星的寿命就越短。


事实上,这在今天的宇宙中并不常见。"中国科学院紫金山天文台助理研究员高杨说,研究结果显示,早期宇宙系统中的恒星可能在短期内经历了快速生成和死亡的"生死速度"。


高杨说,在宇宙的早期,由于尘埃较少,辐射压力更大,恒星本身需要更大的质量来抵抗辐射压力,因此在这一时期诞生的恒星实际上倾向于有大质量的恒星。


在以前的一些研究中,科学家们模拟了第一代恒星的质量可能很大,大约是太阳质量的100倍,而第一代恒星相对较小的质量甚至可以成群形成。然而,由于设备和数据支持水平的限制,这些仍然局限于理论模型预测,缺乏实际的观测证据。


研究人员还说,为了更多地了解这些遥远的星系,人们希望将来ALMA能够在更长的时间内观察单个星系,以确定星系中尘埃的确切位置以及气体如何运动;此外,这些含有大量尘埃和重元素的星系将与其他距离大致相同的系统进行比较,以确定它们是否有什么特殊之处。

责任编辑:无量渡口
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