韦伯望远镜揭示一个遥远“星系”是六个星系撞击事件

莫心海

【正见新闻网2023年12月27日】

据天空和望远镜网站(skyandtelecscope.org)2023年12月20日消息,韦伯太空望远镜敏锐的探测器深入观察过去,揭示了宇宙中一些最古老结构的前所未有的细节。以前模糊的图像在望远镜的最高分辨率下变得清晰。对充满活力的原始星系的一次重新审视让许多天文学家惊叹不已:韦伯揭示了单个星系单元实际上是六个星系,它们碰撞在一起形成了大量的新生恒星。

HFLS3 首次被视为原始最大星暴星系时的插图。图片来源:ESA - C.卡罗

2013 年,天文学家利用赫歇尔太空天文台的数据发现了迄今所见最早的恒星形成星系。当宇宙只有大约 8.5 亿年的年龄时,这个被命名为 HFLS3 的物体就在接缝处爆发出新的恒星,它的存在违背了关于星系生长速度的公认假设。尽管质量大致相同,但这座巨大的恒星工厂以比银河系快 2000 倍的速度点燃新恒星。

天文学家认为,在宇宙的婴儿期,星系不应该这么大,也不应该有如此高的出生率。几个团队尝试使用哈勃太空望远镜和几个地面望远镜再次对星系进行成像。然而,这些照片仅暗示了附近其他来源的粗略特征——引力透镜的潜在影响,其中离我们较近的巨大物体会扭曲并放大它们后面遥远物体的光线。

现在有了新的数据,科学家们提出 HFLS3 不是一个单一的巨型星暴星系。“这个星系实际上是早期宇宙中一个相互作用的星系系统,”团队负责人牛津大学的加雷斯·琼斯(Gareth Jones)说,“它们仍然非常明亮和星爆,但作为一个系统而不是单一光源。”

这张 HFLS3 环境图追踪了六个合并星系中恒星的形成。GC 琼斯. GA-NIFS 协作

这项新观测是韦伯项目的一部分,该项目名为“近红外积分场光谱星系汇集”。此次合作的目标是 40 个最遥远、质量最大的星系,以详细解析它们周围最小的空间区域。摄谱仪的整体现场单元于 2022 年 9 月将目光投向 HFLS3 的辐射附近。

琼斯领导的团队制作了一组显示不同波长和视场亮度的图像。然后,他们分析了星系中气体的运动和加热,并模拟了引力透镜对感知光的影响程度。在此过程中,他们重建了更准确的 HFLS3 图像。

琼斯原本期望看到类似早期星系中典型的气体旋转运动。“但是我们并不是只有一个旋转的[星系],而是有很多小星系,”他说。

根据分析,HFLS3 的主体由三对相互作用紧密的小型星系组成。其中只有一对被两个独立的前景星系放大。鉴于极其密集的磁场,科学家们认为六联体系统正在发生碰撞,引发了新恒星的激增。

近十年前的后续观测显示 HFLS3 周围有明显的明亮发射。这使得在 2013 年领导了以较低分辨率的赫舍尔望远镜观测这一星系的德国科隆大学的多米尼克. 里切斯(Dominik Riechers)考虑了星系合并的可能性。然而,他认识到当时可用的望远镜尚不具备揭示这些相互作用的真实性质的分辨力。

“我们推测这些可能是与星暴相关的星系,但 JWST 通过测量这些‘伴’系统的精确距离和大小毫无疑问地证明了这一点,”没有参与这项新研究的里彻斯说。

里彻斯还赞扬琼斯和他的团队验证了我们只看到了星团的弱引力透镜。他解释说,这证明 HFLS3 确实质量巨大,并且充满了明亮的新恒星,而不仅仅是一个较小的被放大系统。

资料来源:

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

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