爱读书 探索 拍摄130个小时,又一张宏大的天文照片出炉,包含了数万个星系

拍摄130个小时,又一张宏大的天文照片出炉,包含了数万个星系

来看看这下面张新的无线电照片,上面布满了圆点,每个圆点都是一个遥远的星系!最亮的斑点是由超大质量黑洞提供动力的星系,它们在射电光线下发出明亮光芒。但这张照片的特别之处在于天空中弥漫着无数模糊的圆点。这些是像银河系一样遥远的星系,以前从未在射电中观测到过。要了解宇宙的恒星形成历史,我们需要回顾过去。在过去的130亿年里,宇宙中的星系一直在形成恒星。但大多数恒星诞生于80亿到110亿年前,那是一个被称为“宇宙正午”的时代。

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研究来自这个时代的微弱光线,一直是天文学家面临的挑战。光学望远镜可以看到非常遥远的星系,但新恒星大多隐藏在尘埃气体云中。射电望远镜可以透过尘埃观察罕见的明亮星爆星系,但到目前为止还没有足够的灵敏度,来探测来自遥远类似银河系的星系信号,这些星系是宇宙中大部分恒星形成的原因。一个使用南非射电天文台(SARAO)猫鼬望远镜的国际天文学家团队,新进行了第一次足够灵敏的射电观测,足以揭示这些星系。

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南非开普敦萨劳的汤姆·莫奇(Tom Mauch)领导的研究小组在《天体物理学》期刊上,发表了他们的研究结果:为了拍摄这张照片,在南半球天空选择了一个没有强射电源的区域,因为这些射电源的强光,可能会使敏感的观测变得“盲目”。研究总共观察了130个小时,合成的图像显示了一个面积相当于五个满月的天空区域,其中包含数万个星系。弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文台(NRAO)的合著者詹姆斯·康登(James Condon)解释说:

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由于无线电波以光速传播,这张图就像是一台时光机,可以对这些遥远星系数十亿年来的恒星形成进行采样。因为只有存在时间不到3000万年的短寿命恒星才会发出无线电波,所以图像没有受到老恒星的“污染”。因此,从每个星系看到的射电光与其在那个时刻的恒星形成率成正比。天文学家想要利用这张图像来了解更多关于整个宇宙中恒星形成的情况,弗吉尼亚大学研究生、NRAO格罗特·雷伯博士研究员艾莉森·马修斯说:这些初步结果表明,宇宙中午前后的恒星形成率甚至高于预期。

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之前的图像只能探测到冰山一角,这些罕见而明亮的星系只产生了宇宙中一小部分恒星。我们现在看到的是完整画面:这些昏暗的小点是形成宇宙中大部分恒星的星系。美国国家航空航天局(NRAO)天文学家威廉·科顿(William Cotton)补充说:只有在过去的几年里,技术才发展到可以建造像南非猫鼬这样的宏伟望远镜,并有计算能力来创建这样的图像,并真正了解宇宙是如何形成的。下一代仪器,平方千米阵列和下一代超大型阵列应该会更加壮观。

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博科园|研究/来自:国家射电天文台

参考期刊《arXiv》《天体物理学》

Cite: arXiv:1912.06212

博科园|科学、科技、科研、科普

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