凹瑪刷新觀測塵埃的最遠紀錄
新發現

凹瑪刷新觀測塵埃的最遠紀錄

Read time: 1 minute

擁有66座望遠鏡的凹瑪望遠鏡剛刷新紀錄。A2744_YD4星系成了凹瑪目前所研究過的最遙遠的星系。這個星系實在遠的要命,它的光要需132億年才能抵達地球,意思也就是天文學家現在看到的這個星系的樣子,並不是來自它的現在,而是來自它還在132億年前的過去--當時宇宙的年齡也還很小。

令人驚訝的是A2744_YD4星系擁有的塵埃非常多。這個星系的總質量是太陽質量的20億倍,但從凹瑪的觀測中可以看出光是星系中所含有的塵埃,就達到太陽質量600萬倍了。

138億年前宇宙剛開始時,是一大堆發光的氣體,也就是氫氣和氦氣。但在這次研究中,凹瑪望遠鏡所看到的遙遠星系裡的塵埃顆粒卻由矽、碳、鋁組成。這些元素在大霹靂中並不存在。令人好奇:塵埃從哪裡來?

答案是:「超新星爆發」。很明顯地看到在大霹靂後約只有4億年,就在一些像A2744_YD4這樣的星系裡,有第一代大質量恆星開始形成了。我們知道在恆星的一生中,發生在恆星核裡的核融合會製造出比較重的元素。大質量恆星的一生很短,當恆星以超新星爆發的形式爆炸時,這些比較重的元素隨之散布到整個星系中,再經過一些時間,元素就合併成微小塵埃顆粒,顆粒很小,約只有十萬分之一毫米而已,那就是這次凹瑪望遠鏡觀察到的那種塵埃顆粒。當時的宇宙年齡是6億歲 – 大約是宇宙目前年齡的4%。

觀測中所看到的A2744_YD4星系,正在以驚人的速度製造新恆星。在這個遙遠星系裡,平均每年誕生的新恆星有20個。比較起來,我們的銀河系每年大約只生產1個新恆星。

新的凹瑪觀測資料幫助天文學家更了解宇宙非常早期所發生的事。類似這樣的研究可以回答一些重要的問題,譬如:第一代星系何時形成?第一代恆星何時誕生?宇宙怎樣讓比氫和氦重的那些元素變多?

同時,這個發現也展現出凹瑪望遠鏡有能力看到宇宙裡極遙遠的天體。不過凹瑪很可能不太久就又會刷新自己的望遠紀錄了。

發現了什麼?

A2744_YD4星系是個體積大、質量大的星系。不過由於實在太遙遠,所以即使最大的望遠鏡也很難看得到它。幸運的是,從我們的角度看這個星系,它剛好在玉夫座裡某個星系團的正後方。這個星系團(有人把它叫做「潘多拉星系團」)的重力,不僅扭曲,同時也放大了背後那個星體的微弱圖像。剛好是因為有這樣的重力透鏡效應,在凹瑪眼中,A2744_YD4才變得可見--要很費力才看得見。

誰發現的?

執行這次用凹瑪望遠鏡來觀測A2744_YD4星系的團隊是由英國天文學家Nicolas Laporte和Richard Ellis主持。團隊成員有很多人,包括來自智利和歐洲各國。他們在一篇刊登在天文學專門雜誌《天文物理期刊通訊》上的文章裡,介紹了團隊得到的成果。


ALMA URL