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有史以来最高效的造星系之一

时间:2021-09-09 19:58:01来源:

此图像中的红色小斑点是有史以来观察到的最有效的造星星系之一,它以最大可能的速率将气体转化为恒星。美国国家航空航天局(NASA)的广域红外测量浏览器(WISE)的图像中显示了该星系,该图像首先在红外光
中发现了该稀有星系.NASA哈勃太空望远镜(插图)的可见光观测表明该星系中的星光是极其紧凑,一个区域发出的大部分光仅是银河系的一小部分。在那个微小的区域内,恒星的形成速度是银河系的数百倍。天文学家将
WISE和哈勃望远镜的恒星形成和大小测量结果与恒星形成所用气体(即恒星形成燃料)的测量结果结合在一起。 IRAM Plateau de Bure干涉仪可确认SDSSJ1504 + 54正在以最大理论速率形成恒星。这是恒星形成最极端的情况。图片来源:NASA / JPL-Caltech / STScI / IRAM

天文学家使用哈勃望远镜,WISE望远镜和法国阿尔卑斯山的IRAM高原不伦瑞干涉仪,观察到了高效的造星系SDSSJ1506 + 54,看到了一个罕见的演化阶段,这是迄今为止观察到的最极端,最高效的。

天文学家发现了“最绿色”的星系,该星系以近100%的效率将燃料转化为恒星。

研究结果来自美国宇航局的广域红外勘测仪(WISE),美国宇航局的哈勃太空望远镜和法国阿尔卑斯山的IRAM高原德布雷干涉仪。

“这个星系非常有效,”加拿大麦吉尔大学的吉姆•奇奇(Jim Geach)说,他是《天体物理学杂志快报》上发表的一项新研究的主要作者。“它正在以可能的最大速率将天然气供应转化为新的恒星。”

恒星是由星系中瓦解的气体云形成的。在像银河系这样的典型星系中,总气体供应中只有一小部分正在活跃地形成恒星,而大部分燃料处于休眠状态。气体广泛分布在整个银河系中,大多数新恒星形成在螺旋臂中离散且密集的“结”中。

在被称为SDSSJ1506 + 54的星系中,几乎所有气体都被驱赶到了银河系的核心,在那里它被点燃,形成了强大的恒星爆发。

“我们看到的是一个罕见的进化阶段,它是迄今为止观察到的最极端,最有效的阶段,” Geach说。

结果将提供对星系中心恒星形成区域如何形成的更好理解。

当研究人员使用WISE的全天红外测绘的数据进行观察时,SDSSJ1506 + 54跳了出来。红外光从银河中涌出,相当于太阳能量的一千亿倍。这个星系是如此遥远,以至于它花了近六十亿年的光才到达了我们。

WISE首席研究员加州大学洛杉矶分校(UCLA)的内德·赖特(Ned Wright)表示:“由于WISE扫描了整个天空,因此发现了稀有星系之类的稀有星系。

哈勃的可见光观测表明,该星系非常紧凑,其大部分光线来自仅几百光年的区域。这么小的尺寸真是个大明星。

“虽然这个星系形成恒星的速度比我们的银河系快数百倍,但哈勃望远镜的清晰视野显示,该星系的大部分星光是由直径仅为银河系百分之几的区域发出的好的,” Geach说。

然后,研究小组使用IRAM Plateau de Bure干涉仪测量了星系中的气体量。地面望远镜检测到来自一氧化碳的毫米波光,一氧化碳指示存在氢气,氢气是恒星的燃料。结合WISE得出的恒星形成速率和IRAM测量的气体质量,科学家们获得了恒星形成效率的量度。

在形成新恒星的星系区域中,部分气体云由于引力而坍塌。当气体的密度足以将原子挤压在一起并引发核聚变时,便会诞生一颗恒星。但是,其他新生恒星可能会阻止这一过程,因为它们的风和辐射将气体向外散发。这发生的时间点设定了恒星形成的理论最大值。发现SDSSJ1506 + 54星系正好在此之前制造恒星,就在气体云被吹散之前。

新罕布什尔州汉诺威市达特茅斯学院的天体物理学家莱恩·希克斯(Ryan Hickox)说:“我们看到,每小时有数百万英里的速度从这个星系中流出一些气体,这些气体可能已经被新形成的恒星的强大辐射吹走了。”该研究的合著者。

为什么SDSSJ1506 + 54如此不同寻常?天文学家说,他们正在短暂的演化阶段捕获星系,这可能是由两个星系合并成一个星系触发的。恒星的形成如此之多,以至于在数千万年的时间里,星系生命中的眨眼间,气体将被耗尽,SDSSJ1506 + 54将会成熟成一个巨大的椭圆形星系。

科学家还使用了Sloan Digital Sky Survey(W.M.夏威夷莫纳克亚山的凯克天文台和亚利桑那州霍普金斯山的MMT天文台。

出版物:J. E. Geach等人,“红线星暴:CO(2-1)观测到的一个最受爱丁顿影响的银河系露头恒星形成,” 2013年,ApJ,767,L17; doi:10.1088 / 2041-8205 / 767/1 / L17

研究报告的PDF副本:红线爆炸:爱丁顿有限星系的CO(2-1)观测揭示了最极端星系的形成

图像:NASA / JPL-Caltech / STScI / IRAM

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