早期宇宙的星系大爆发_风闻

　　编译：五车二三三三

　　校译：王雨阳

　　编排：苏奕月

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　　原文链接：

　　https://sorae.info/astronomy/20201113-quantum-fluctuation.html

　　图为研究团队利用阿塔卡马大型毫末/亚毫米阵列（ALMA）望远镜观测到的众多早期宇宙星系中的2个。

　　星系含有大量的尘埃（黄色部分），处于比较成熟的状态。另外，ALMA望远镜还详细观测了星系中的气体（红色部分），有助于星系中恒星形成和运动的研究。（Credit: B. Saxton NRAO/AUI/NSF, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), ALPINE team）

　　ALMA望远镜对早期宇宙中成长期的星系进行了大量观测，观测结果显示很多星系都含有大量的尘埃和重元素。这一结果与此前的预想相反，说明早期宇宙中星系已经在不断地成长与演化。科学家希望通过进一步研究，能够明确早期宇宙中星系快速成长的原因，并对此后星系的演化进行理论解释。

　　几乎所有的星系都是在宇宙早期的时候形成的。例如，银河系是宇宙诞生后2亿年左右形成的，现在已经136亿岁。宇宙诞生后10至15亿年，在被称为早期宇宙的这一时期许多星系迅速成长。在现在宇宙中可以看到的许多星系特征，如大量的恒星、星际尘埃和重元素的不断增多、漩涡状圆盘构造等，都源于早期宇宙的演化。想要理解星系的产生与成长过程，对早期宇宙中星系的观测研究是必不可少的。

　　到目前为止，ALMA望远镜已经观测到了一些早期宇宙中的星系，但是尚不清楚在那里捕捉到的星系成长特征是否具有普遍性。研究团队对早期宇宙中的118个星系进行了观测，结果表明星系的成长发展可能比预想的更早。研究小组今后除了用ALMA望远镜进行射电波段的观测外，还将收集可见光和红外线的观测数据，以期解开早期宇宙中星系进化之谜。

　　担任研究团队的代表研究员的是东京大学JohnD.Silverman副教授。另外，日本国立天文台、早稻田大学的札本佳伸等日本研究人员为研究早期宇宙中星系的产生及成长做出了两点重要贡献：其一是观测到早期宇宙存在与现在不同的尘埃特性；其二，观测到的一个星系含有大量重元素气体，该星系圆盘被大量气体包裹并旋转，其程度超出此前理论预测。

　　前者关于尘埃特性的研究，题为“The ALPINE-ALMA[CII] survey.Dust attenution prooperties and obscurd star formation at z~4-5.8”，将于近日发表于欧洲天文学专业杂志《天文学和天体物理学》。后者关于气体旋转的研究，已刊登在2020年8月27日出版的美国天体物理学杂志《天体物理学报》中，题为“Astrophical Star-forming Galaxies at z=4-6 and Their Extended Halo Structure”。相关研究成果累计有17篇论文发表。

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天文望远镜中的宇宙

图片来源：知乎