韋伯望遠鏡揭示一個遙遠「星系」是六個星系撞擊事件

莫心海

【正見新聞網2023年12月27日】

據天空和望遠鏡網站(skyandtelecscope.org)2023年12月20日消息,韋伯太空望遠鏡敏銳的探測器深入觀察過去,揭示了宇宙中一些最古老結構的前所未有的細節。以前模糊的圖像在望遠鏡的最高解析度下變得清晰。對充滿活力的原始星系的一次重新審視讓許多天文學家驚嘆不已:韋伯揭示了單個星系單元實際上是六個星系,它們碰撞在一起形成了大量的新生恆星。

HFLS3 首次被視為原始最大星暴星系時的插圖。圖片來源:ESA - C.卡羅

2013 年,天文學家利用赫歇爾太空天文台的數據發現了迄今所見最早的恆星形成星系。當宇宙只有大約 8.5 億年的年齡時,這個被命名為 HFLS3 的物體就在接縫處爆發出新的恆星,它的存在違背了關於星系生長速度的公認假設。儘管質量大致相同,但這座巨大的恆星工廠以比銀河系快 2000 倍的速度點燃新恆星。

天文學家認為,在宇宙的嬰兒期,星系不應該這麼大,也不應該有如此高的出生率。幾個團隊嘗試使用哈勃太空望遠鏡和幾個地面望遠鏡再次對星系進行成像。然而,這些照片僅暗示了附近其他來源的粗略特徵——引力透鏡的潛在影響,其中離我們較近的巨大物體會扭曲並放大它們後面遙遠物體的光線。

現在有了新的數據,科學家們提出 HFLS3 不是一個單一的巨型星暴星系。「這個星系實際上是早期宇宙中一個相互作用的星系系統,」團隊負責人牛津大學的加雷斯·瓊斯(Gareth Jones)說,「它們仍然非常明亮和星爆,但作為一個系統而不是單一光源。」

這張 HFLS3 環境圖追蹤了六個合併星系中恆星的形成。GC 瓊斯. GA-NIFS 協作

這項新觀測是韋伯項目的一部分,該項目名為「近紅外積分場光譜星系匯集」。此次合作的目標是 40 個最遙遠、質量最大的星系,以詳細解析它們周圍最小的空間區域。攝譜儀的整體現場單元於 2022 年 9 月將目光投向 HFLS3 的輻射附近。

瓊斯領導的團隊製作了一組顯示不同波長和視場亮度的圖像。然後,他們分析了星系中氣體的運動和加熱,並模擬了引力透鏡對感知光的影響程度。在此過程中,他們重建了更準確的 HFLS3 圖像。

瓊斯原本期望看到類似早期星系中典型的氣體旋轉運動。「但是我們並不是只有一個旋轉的[星系],而是有很多小星系,」他說。

根據分析,HFLS3 的主體由三對相互作用緊密的小型星系組成。其中只有一對被兩個獨立的前景星系放大。鑒於極其密集的磁場,科學家們認為六聯體系統正在發生碰撞,引發了新恆星的激增。

近十年前的後續觀測顯示 HFLS3 周圍有明顯的明亮發射。這使得在 2013 年領導了以較低解析度的赫舍爾望遠鏡觀測這一星系的德國科隆大學的多米尼克. 裡切斯(Dominik Riechers)考慮了星系合併的可能性。然而,他認識到當時可用的望遠鏡尚不具備揭示這些相互作用的真實性質的分辨力。

「我們推測這些可能是與星暴相關的星系,但 JWST 通過測量這些『伴』系統的精確距離和大小毫無疑問地證明了這一點,」沒有參與這項新研究的裡徹斯說。

裡徹斯還讚揚瓊斯和他的團隊驗證了我們只看到了星團的弱引力透鏡。他解釋說,這證明 HFLS3 確實質量巨大,並且充滿了明亮的新恆星,而不僅僅是一個較小的被放大系統。

資料來源:

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/jwst-reveals-distant-galaxy-is-six-way-galactic-crash/

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