有没有想过我们的银河系在其早期历史中是什么样子? 天文学家使用韦伯望远镜(JWST)发现了另一个星系,它几乎是我们银河系婴儿时期的镜像。
它被昵称为“火花”。 那是因为它周围有大约两打闪闪发光的球状星团。 那里还有一些矮星系,正在被星系吞噬。
詹姆士韦斯特望远镜的视图显示了宇宙只有 40 亿岁(大约是宇宙现在年龄的三分之一)时的火花。 这意味着这个星系,就像银河系一样,在宇宙历史的早期就开始形成。
如果烟花的成长路径与银河系相同银河并购,那么它应该像银河系一样生长。 大约九十亿年后,它可能看起来非常像我们的双胞胎。
我们银河系的一个遥远的早期代理
烟火位于飞鱼座(南半球天空)的方向。 距离很远,在一个z = 1.38。 这大约是 90 亿光年,并且是在距地球 10 亿年之后的时间。。 就像银河系一样,烟花并不是从完全形成的宇宙中涌现出来的。
这两个星系都始于早期宇宙中“密度过高”的物质(如中性氢云)。 将它们视为星系“种子”,通过彼此的引力吸引到一起。 球状星团是在其中一些团块中诞生的,可能是在星系诞生之前不久。 这就是为什么一些球状星团中的恒星比它们的星系更古老的原因。
接下来是一个“兼并和收购”的时代,新生的银河系(大概还有火花者)开始蚕食附近的矮星系。 这是进化的一大进步。 我们银河系的质量可能至少有一半来自这些合并。 随着时间的推移,所有的物质都凝聚成螺旋盘,太阳和大多数其他恒星今天就存在于此。
烟火的未来与银河系的比较
烟花会遵循与银河系相同的进化路径吗? 从 JWST 的数据来看,似乎是会的。 尽管它目前仅占银河系质量的一小部分?约百分之三?当它吞噬其他较小的星系时,这种情况将会改变。 最终,它将与当今宇宙中银河系的质量相匹配。
这非常令人兴奋,因为它让天文学家有机会了解我们银河系演化过程中发生了什么。
“我们似乎正在亲眼目睹这个星系在其质量增大过程中的聚集?以矮星系和几个球状星团的形式存在,”澳大利亚斯威本大学的邓肯·福布斯教授说。
他研究银河系及其星团s,以及加利福尼亚州圣何塞州立大学的亚伦·罗曼诺夫斯基教授。
他说:“我们对这个独特的机会感到兴奋,因为当时宇宙的年龄只有现在的 1/3,可以研究球状星团的形成和婴儿银河系。”
福布斯和罗曼诺夫斯基利用 JWST 数据探索了斯帕勒星系及其周围的几个“火花”(致密源)的年龄和金属丰度。 目的是研究烟火周围一系列致密星团的金属丰度。 科学家们想看看它们是否类似于银河系球状星团的年轻版本。
球状星团中烟火早期历史的线索
罗曼诺夫斯基表示,JWST 对火花者的观测还可以回答有关球状星团及其形成的各种问题。 “球状星团的起源是一个长期存在的谜,”他说。 “我们很高兴 JWST 能够回顾过去,看到他们年轻时的样子”。
事实证明,火花星团确实与银河系的一些球状星团有着惊人的相似之处。 有几颗似乎很早就形成了,而且这些恒星的金属含量相当丰富。 这似乎表明早期宇宙中有一个非常快速的化学富集过程。
一些星团中的恒星比其他星团中的恒星年龄稍长且金属含量较低。 它们可能属于一个正在被烟火吞噬的低质量卫星星系。 这个场景很容易让人想起银河系一生中合并的历史。
需要更多数据
为了更好地了解火花者及其星团的演化状态,两位科学家表示,需要对宇宙中其他遥远星系周围的类似类型星团进行更多观测。 这将有助于确定火花者是否是典型的合并式星系演化(类似于银河系)。
如果不是,那么早期星系演化、化学富集、质量增长和星团形成的细节可能需要一些修改。