在已知最遥远的星系中发现了氧气
JADES-GS-z14-0星系在夜空中的精确位置,它是天龙星座中一个极其微小的点。来源:uux.cn/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/S.Carniani等人/S.S.Schouws等人/JWST:美国国家航空航天局、欧洲航天局、加拿大航天局、STScI、布兰特·罗伯逊(加州大学圣克鲁斯分校)、本·约翰逊(CfA)、桑德罗·塔切拉(剑桥)、菲尔·卡吉尔(CfA)
(神秘的地球uux.cn)据ESO:两个不同的天文学家团队在已知最遥远的星系JADES-GS-z14-0中检测到了氧气。这一发现是在两项单独的研究中报告的,这要归功于阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),欧洲南方天文台(ESO)是该阵列的合作伙伴。这一破纪录的发现让天文学家重新思考早期宇宙中星系形成的速度。
JADES-GS-z14-0于去年被发现,是迄今为止发现的最遥远的已确认星系:它离我们太远了,它的光花了134亿年才到达我们这里,这意味着我们看到的是宇宙不到3亿年时的样子,大约是它现在年龄的2%。
智利阿塔卡马沙漠的ALMA望远镜阵列的新氧气探测表明,该星系的化学成熟度比预期的要高得多。
荷兰莱顿天文台的博士生Sander Schouws说:“这就像找到一个只期待婴儿的青少年。”Sander Schoews是荷兰领导的研究的第一作者,该研究已被《天体物理学杂志》接受发表。
“结果表明,星系的形成非常迅速,也在迅速成熟,这增加了越来越多的证据,表明星系的形成速度比预期的要快得多。”
星系通常在生命开始时充满了年轻的恒星,这些恒星主要由氢和氦等轻元素组成。随着恒星的演化,它们会产生更重的元素,如氧气,在恒星死亡后,氧气会分散到宿主星系中。
研究人员曾认为,在3亿年前,宇宙还太年轻,不可能有成熟的重元素星系。然而,两项ALMA研究表明,JADES-GS-z14-0的重元素含量比预期高出约10倍。
意大利比萨高等师范学院的Stefano Carniani说:“我对这些出乎意料的结果感到惊讶,因为它们为星系演化的第一阶段开辟了新的视角。”他是这篇被《天文学与天体物理学》杂志接受发表的论文的主要作者。“星系在婴儿宇宙中已经成熟的证据引发了关于星系何时以及如何形成的问题。”
氧气探测也使天文学家能够更准确地测量JADES-GS-z14-0的距离。
比萨高等师范学院的作者兼博士生Eleonora Parlanti补充道:“ALMA探测提供了一种非常精确的星系距离测量方法,其不确定性仅为0.005%。这种精度水平——类似于在1公里的距离内精确到5厘米以内——有助于深化我们对遥远星系特性的理解。”。
莱顿天文台团队成员Rychard Bouwens副教授说:“虽然该星系最初是用詹姆斯·韦伯太空望远镜发现的,但它需要ALMA来确认和精确确定其巨大的距离。”。
“这显示了ALMA和JWST之间惊人的协同作用,揭示了第一个星系的形成和演化。”
欧洲ALMA区域中心的ESO天文学家GergöPopping没有参与这项研究,他说:“我对JADES-GS-z14-0中清晰地检测到氧气感到非常惊讶。这表明星系在大爆炸后的形成速度比以前想象的要快。
“这一结果展示了ALMA在揭示我们宇宙中第一个星系形成的条件方面发挥的重要作用。”