132億年前的“超高溫恒星工廠”被發(fā)現(xiàn)！到底有多厲害？

根據(jù)一項(xiàng)近日發(fā)表在《皇家天文學(xué)會月刊》上的新研究，132億年前的“超高溫恒星工廠”被發(fā)現(xiàn)，其恒星形成率遠(yuǎn)超銀河系，下面我們來看看這具體是怎么回事。

當(dāng)我們看到某個物體時，其實(shí)看到的是它過去時的樣子，這是因?yàn)楣馑偈怯邢薜模魏挝矬w發(fā)出的光，都需要一定的時間才能傳到我們的眼睛，在日常生活中，這種延遲極為微小，完全可以忽略不計(jì)，但在宇宙尺度上，情況卻完全不一樣。

我們知道，宇宙中的距離動輒就是以光年計(jì)，而1光年就是光在宇宙空間中直線傳播1年距離，所以當(dāng)我們看到1光年外的天體時，其實(shí)是它在1年前的樣子，100光年外的天體，就是它在100年前的樣子……

實(shí)際上，此次發(fā)現(xiàn)的“超高溫恒星工廠”，是一個名為“MACS0416 Y1”的星系，觀測數(shù)據(jù)表明，它在天空中位于波江座方向，距離我們大約132億光年，而這也就意味著，它發(fā)出的光經(jīng)歷了大約132億年的時間才抵達(dá)地球，所以我們現(xiàn)在看到的，其實(shí)是它在132億年前的樣子。

根據(jù)介紹，在此之前，韋伯望遠(yuǎn)鏡（JWST）已經(jīng)在紅外波段對“MACS0416 Y1”進(jìn)行了觀測，并捕捉到了其內(nèi)部電離氣體的微弱信號，暗示了其中存在塵埃，然而僅憑紅外波段，卻無法準(zhǔn)確揭示其內(nèi)部的熱力學(xué)性質(zhì)。

為了更加深地了解“MACS0416 Y1”，此次研究使用了位于智利高海拔沙漠中的“阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列”（ALMA），對其進(jìn)行了高靈敏度成像。

與韋伯望遠(yuǎn)鏡不同的是，ALMA觀測的是波長更長的無線電波，而這正是探測被星光加熱的冷塵埃熱輻射的最佳波段。

觀測結(jié)果表明，“MACS0416 Y1”在亞毫米波段表現(xiàn)出異常的高亮度，經(jīng)過黑體輻射模型的擬合，科學(xué)家驚訝地發(fā)現(xiàn)，該星系內(nèi)部塵埃的平均溫度居然高達(dá)90K。

科學(xué)家指出，這是一個異常高的數(shù)值，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論上的平均水平（30-50K），而這也就意味著，那里的塵埃沐浴在某種強(qiáng)烈的輻射場中。具體是什么呢？此次研究給出的答案是，這是一種被稱為“星暴”（Starburst）的爆發(fā)式恒星形成活動。

在這種情況下，“MACS0416 Y1”中密集誕生的巨大而年輕的恒星，會釋放出非常強(qiáng)烈的短波輻射，進(jìn)而導(dǎo)致了該星系內(nèi)部塵埃的平均溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了理論值，也正是因?yàn)槿绱耍@個星系才被稱為“超高溫恒星工廠”（Superheated star factory ）。

為了搞清楚“MACS0416 Y1”的“星暴”到底有多厲害，科學(xué)家利用現(xiàn)有的觀測數(shù)據(jù)建立起了理論模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，“MACS0416 Y1”每一年新形成的恒星總質(zhì)量，至少相當(dāng)于太陽質(zhì)量的180倍，作為對比，我們銀河系每年新形成的恒星總質(zhì)量，大約只有太陽質(zhì)量的1至4倍……

科學(xué)家指出，此次發(fā)現(xiàn)表明，早期宇宙中星系的“成長”并不總是平穩(wěn)的，在有些時候，它們也可能出現(xiàn)短暫而劇烈的“星暴”，在極短時間內(nèi)迅速積累大量恒星質(zhì)量，而這種突發(fā)式增長，就為我們解釋“為何在宇宙誕生不久就能看到質(zhì)量巨大的星系”這個問題，提供了重要線索。

之所以說是“重要線索”，是因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在并不知道這樣的“超高溫恒星工廠”在早期宇宙中有多普遍。就目前的情況來看，相關(guān)的研究仍在進(jìn)行之中，期待在未來的日子里，科學(xué)家能更清晰地描繪出早期宇宙到底是什么樣子。

參考資料：A warm ultraluminous infrared galaxy just 600 million years after the big bang， Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 544, Issue 2, Pages 1502–1513, doi.org/10.1093/mnras/staf1714