天文学家发现了可以揭示暗物质的巨大古老星系

杭玉琛
导读 天文学家利用世界各地和太空中天文观测站的综合能力,发现了以前未知的古老大质量星系的宝库。这是首次此类多重发现,这类星系的丰富性忽略

天文学家利用世界各地和太空中天文观测站的综合能力,发现了以前未知的古老大质量星系的宝库。这是首次此类多重发现,这类星系的丰富性忽略了目前的宇宙模型。这些星系也与超大质量黑洞和暗物质的分布密切相关。

哈勃太空望远镜为以前看不见的宇宙提供了一个前所未有的通道,但即使是它也对宇宙之谜的一些基本部分视而不见。东京大学天文研究所的天文学家希望观察他们长期怀疑在那里的物体,但哈勃无法揭示它们。新一代天文台终于揭示了他们在寻找什么。

"这是宇宙137亿年生命中的前20亿年里,第一次确认了如此巨大的大质量星系。这些以前我们是看不见的,"研究员王涛说。"这一发现违反了目前宇宙演化时期的模型,将有助于补充一些迄今为止一直缺失的细节。"

但是如果像银河系这么大的东西一开始是看不见的呢?

小太郎科诺教授解释说:"来自这些星系的光非常微弱,我们无法用眼睛看到长波长,哈勃望远镜也无法探测到它。"于是我们求助于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(阿尔玛),这是观看此类事物的理想选择。我有这个设施的悠久历史,所以我知道它会产生好的结果。"

组成舞女的66个射电望远镜天线中的一些。图片来源(c)科尼奥等人在c)2019年年。

虽然这些星系在当时是最大的,但它们的光不仅很弱,而且由于距离很远而被拉长。当宇宙膨胀时,通过的光变得拉伸,所以可见光变得更长,最终变成红外线。拉伸的量允许天文学家计算物体的距离,这也揭示了光从物体发出的时间。

"很难让我们的同行相信这些星系和我们怀疑的一样古老。我们最初对它们存在的怀疑来自斯皮策太空望远镜的红外数据,"王说。"但舞女的眼睛很敏锐,可以显示亚毫米波长的细节,这是探测早期宇宙尘埃的最佳波长。即便如此,它还是从智利富有想象力的超级望远镜中获得了更多的数据,证明我们看到了一个在古代以前从未见过的大规模星系。"

这些星系看起来如此虚弱的另一个原因是,即使在今天,较大的星系也经常被灰尘覆盖,这使得它们比较小星系中的兄弟姐妹更模糊。

那些大质量星系的发现意味着什么?

"星系越大,超大质量黑洞就越大。因此,对这些星系及其演化的研究将告诉我们更多关于超大质量黑洞的演化,“Kohno说。"大质量星系也与不可见暗物质的分布密切相关。这在塑造星系的结构和分布中起着重要的作用。理论研究者现在需要更新他们的理论。"

小太郎科诺教授。图片来源(c)2019年罗汉梅赫拉-战略公共关系部

天文学家也对这39个星系与我们自己的星系有何不同感兴趣。如果我们的太阳系在其中一个里面,而你在晴朗的夜晚仰望天空,你会看到与熟悉的银河系模式完全不同的东西。

"首先,夜空会更加壮丽。恒星密度越高,意味着越来越多的恒星会越来越亮,"王说。"但恰恰相反,大量的尘埃意味着遥远的恒星远没有那么明显,所以这些明亮的近恒星的背景可能是一个巨大的黑暗空间。"

由于这是第一次发现这样一组星系,他们研究的影响才刚刚被认识到。未来可能会有很多惊喜。

"这些巨大的星系在光波长下是看不见的,因此很难研究光谱学,光谱学是研究恒星种群和星系化学成分的一种方法100 .阿尔玛不擅长这个,我们需要更多的东西,"王总结道。"我渴望即将到来的天文台,如太空詹姆斯韦伯太空望远镜,向我们展示这些原始野兽的真实组成。"

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