怪獸星系憑什麼讓新恆星繼續形成?

怪獸星系憑什麼讓新恆星繼續形成?

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有時候,科學家和小朋友一樣,愛問「為什麼?」,總想搞懂每件事物背後的道理
!不少的「為什麼?」已得到解答,譬如「天空為什麼是藍色?」、「太陽為什麼
好熱?」──有些,還沒。

難怪,當天文學家發現一個遙遠星系擁有數量很龐大的新生恆星時,一定要問一問
:為什麼,這個星系的恆星誕生率比其他星系高那麼多?靠著ALMA的協助,答案
出來囉。

恆星,是在巨大的氣體雲中誕生的。因為冷氣體裡含有的分子數量很龐大,所以,
這些雲通常也被稱為「巨大分子雲」。一般情況下,當恆星開始形成時,新生恆星
的輻射,會吹走周圍的雲。於是,新恆星的誕生數量,也漸漸變少。
但在一些星系中,恆星的形成一直在繼續,這些星系,也被稱為「『星暴增』星系
」。ALMA 已經觀測到一個,距離我們一百多億光年,非常走極端的星暴增星系──
那個星系中的恆星誕生率,比銀河系的恆星誕生率高了一千倍(被稱為「怪獸星系
」)!當然,天文學家想搞懂原因。

藉由ALMA 測量、知道了氣體在這「怪獸星系」中是怎樣分佈和運動,最新的
ALMA 觀測結果,已提供一個答案──原來,那裡的大多數分子氣體,是位於兩個
巨大的雲裡,而且,這兩個雲團和星系中心的距離,有好幾千光年遠──這讓人好
意外!因為,星系裡最大的雲,通常應該位於星系的核心。

ALMA 還發現,那個星系裡的巨大分子雲,並不太穩定,雲中的氣體運動得很混亂
,而且,雲也並不太容易被吹到太空中,相反地,雲還繼續在崩塌,在形成新恆星

天文學家認為,在那個星系裡,新恆星的形成,將繼續至少1億年,然後,巨型分
子雲中的大部分氣體會被消耗完。

ALMA新的觀測,讓大家一窺早期星系的情景。這次ALMA 研究的這個星暴增星系
,距離很遠,光線要旅行124億年,才到達地球。換句話說,看到的是那個星系在
124億年前的樣子,當時宇宙還很年幼。

當然,天文學家現在也多了一個新的「為什麼」等著大家去解答:「為什麼這個星
系中的氣體雲那麼不穩定呢?」目前還不知道答案。也許是因為,這星系和別的星
系碰撞過。


發現了什麼?


ALMA 研究的這個「星暴增星系」,正式名字是COSMOS-AzTEC-1。幾年前,夏威夷毛納基峰上的「詹姆斯·麥斯威爾·克拉克望遠鏡」和位於墨西哥的「大型毫米波望遠鏡」首次研究此星系時,在觀測中顯示,恆星形成速度很快,而星系的距離是124億光年。但若要知道氣體雲在遙遠星系中如何分佈和運動,還需要高靈敏度和視力清晰的望遠鏡。為了取得這些資料,ALMA 的66 座天線使用了最遠距離的配置,讓望遠鏡之間的距離達到了16公里。

誰發現的?

這項研究由一大群天文學家共同完成,其中大部分是日本人。團隊主持人是日本國
立天文臺的但木謙一。新的 ALMA 結果發表在科學類週刊《自然》上。

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