超级怪物挑战现有星系理论

11/19/2024 12:57:09 AM

来源：自由时报

一个国际天文学研究团队，利用韦伯太空望远镜（JWST）观测资料，发现3个宇宙初期的“红色怪物”：3个超大质量星系，以比原本认知更高的效率形成，令研究人员不解，也挑战目前的星系形成理论。

这支由日内瓦大学领导的国际研究团队13日在《自然（Nature）》期刊发表这份研究报告，这3个超大质量星系极为特殊，又含大量尘埃，在韦伯拍摄的影像中呈现红色，因此被称为“红色怪物（red monster）”。这3个星系每一个质量都将近地球所属的银河系，在宇宙“大爆炸”后10亿年内就快速形成。

星系由恒星、气体（原子和分子）、尘埃和暗物质组成，迄今普遍的看法认为，所有星系都是在巨大的暗物质晕中逐渐形成，暗物质晕会捕捉气体成为受引力束缚的结构，通常只有约20%的气体会转化为恒星。然而，这些“红色怪物”星系的恒星形成速度，几乎是同时期较低质量星系、或者较晚期形成的一般星系的2倍。

研究报告共同作者、英国巴斯大学天文学教授伍兹（StijnWuyts）指出，“星系演化过程中，在气体转化成恒星的效率上，通常都有一个效率限制阶段，不过，这些‘红色怪物’显然迅速避开了这些障碍”

这项研究是韦伯太空望远镜探索宇宙形成后，最初10亿年星系的FRESCO巡天计划一环，尽管这项发现与宇宙基本模型并不冲突，但是挑起关于星系形成理论的疑问。

研究报告第一作者、日内瓦大学博士后研究员肖梦远（Mengyuan Xiao，译音）说，研究成果显示，早期宇宙中的星系能够以出人意料的高效率形成恒星，随著更深入研究这些星系，将对形塑最早期宇宙的条件有更多了解，“这些‘红色怪物’只是我们探索早期宇宙的一个新纪元的开始”。

韦伯太空望远镜发现早期宇宙的3个超大质量、弥漫尘埃的“红色怪物”星系合成图。（取自日内瓦大学官网，© NASA/CSA/ESA, M. Xiao & P. A. Oesch （University of Geneva）, G. Brammer （Niels Bohr Institute）, Dawn JWST Archive）