天文学家第一次发现了一个巨大的、不活跃的星系,当时宇宙只有大约 17 亿年的历史,但没有人能解释它是如何到达那里的。
我们目前对星系形成的理解表明,当时存在的所有星系都应该很小、质量较低,并且忙于形成恒星。 相反,这个死去的庞然大物已经比我们现在的银河系大五倍,全部凝结成一个小十二倍的区域,并且早已完成了其恒星形成的巅峰。
如果这一发现得到其他团队的验证,这意味着科学家将需要重新思考星系的形成方式,并彻底改变我们对银河系诞生后最初几十亿年发生的事情的假设。。
它还表明,在我们的宇宙之初还有很多惊喜有待发现。
“这一发现为最早的大质量红色星系创造了新记录,”首席研究员卡尔·格莱兹布鲁克说来自澳大利亚斯威本科技大学。
“这是一个极其罕见的发现,对星系演化模型提出了新的挑战,以适应宇宙中更早存在的此类星系。”
虽然关于星系如何以及何时开始和停止形成恒星仍然存在很多未知数,但我们最好的模型假设它发生在宇宙起源之后一段时间 - 这意味着它应该是至少大爆炸后 30 亿年,在像这样的死亡星系出现之前红金块’就会出现。
在此之前,研究表明大多数星系质量较低,并且忙于生成恒星。 例如,天体物理学家预测,大爆炸 17 亿年后,我们的银河系将是一个“混乱的小矮星系,质量只有今天的 1/50”,因为上面的视频解释了。
但这个名为 ZF-COSMOS-20115 的新星系与该模型完全矛盾。
这项新研究表明,这个星系的所有恒星(恒星数量是今天银河系的三倍)是在大爆炸后相对不久、宇宙历史 17 亿年发生的快速星暴事件中形成的。它已经完成了。
这使得它成为所谓的静止或“红色和死亡”星系,这种星系在今天的宇宙中很常见,但当时没有人想到它会存在。
“这个巨大的星系就像鞭炮一样在不到一亿年的时间内形成,就在宇宙历史的开端,”格莱兹布鲁克说。
“它很快就形成了一个巨大的物体,然后突然熄灭并自行关闭。至于它是如何做到这一点的,我们只能推测。我们的现代星系形成理论无法预测宇宙如此早期的快速生与死。 ”
研究人员有以前发现的这些奇怪的早期成熟星系的迹象,但这是研究人员第一次正确探测到。
为了追溯迄今为止的历史,研究人员使用了巨大的夏威夷的 WM 凯克望远镜。 他们正在寻找近红外波长的发射,为他们提供有关老恒星存在以及老星系中缺乏活跃恒星形成的信息。
当他们第一次发现 ZF-COSMOS-20115 时,他们认为这不可能是真的,格莱兹布鲁克告诉 Gizmodo。
“我们使用了世界上最强大的望远镜,但我们仍然需要盯着这个星系两个多晚上才能揭示它非凡的本质,”一位研究人员说,Vy Tran,来自德克萨斯农工大学。
现在需要的是使用亚毫米波望远镜进行后续观测——詹姆斯·韦伯太空望远镜,将于 2018 年推出,将能够协助应对来自外部的地球大气层的干扰。
“亚毫米波是由热尘埃发出的,它阻挡了其他光线,并会告诉我们这些鞭炮何时爆炸,以及它们在原始宇宙的发展中发挥了多大的作用,”团队成员之一解释道,来自荷兰莱顿大学的 Corentin Schreiber。
在那之前,人们都在猜测这个巨大的死亡星系是如何在我们宇宙时间轴的早期出现的,你可以打赌这个谜团将在未来几个月让天体物理学家们彻夜难眠。
该研究已出版于自然。