天文学家捕捉到两个巨大的远古星系碰撞的瞬间,为这种大合并在宇宙早期星系演化中所扮演的角色提供了新的线索。
研究人员表示,这场巨大的撞击最终将产生一个巨大的椭圆星系,这表明大多数这样的庞然大物是很久以前以这种方式快速形成的,而不是随着时间的推移,通过吞噬一系列相对较小的星系而缓慢增长的。
加州大学尔湾分校的研究主要作者傅海告诉SPACE.com:“我认为至少90%的这种质量的椭圆星系是通过这种途径形成的。[壮观的星系碰撞照片]”
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两个星系合二为一
这次合并发生在110亿光年之外,这意味着天文学家看到的是大约在创造宇宙的大爆炸之后30亿年时,这两个碰撞的星系的样子。在这个时期,“红色和死亡”的充满古老恒星的椭圆星系很常见。
傅和他的同事最初认为,当他们用欧洲航天局的红外赫歇尔空间望远镜看到HXMM01时,它是一个单独的星系,被称为HXMM01。
但是,随后在地面和太空进行的各种其他仪器的观测表明,HXMM01实际上是两个在碰撞轨道上的星系,目前相距约62,000光年。
这个富含气体的双星系系统包含相当于约4000亿个太阳的恒星质量,并且正以惊人的速度产生新的恒星——大约每年2000颗,研究人员说。相比之下,我们自己的银河系每年只诞生两到三颗新恒星。
以这个速度,新形成的椭圆星系将在短短2亿年内耗尽其气体储备并停止诞生恒星,变成红色和死亡状态,研究人员称这是一个出人意料的短暂时期。
加州大学尔湾分校的合著者阿桑塔·库雷通过电子邮件告诉SPACE.com:“通常的看法是,大质量星系是通过吸积较小的星系形成的,这种增长虽然迅速,但将持续超过2亿年。”
库雷补充说:“而且,形成的效率预计不会像我们观察到的那样高。恒星形成的效率,即气体在一个系统自转周期内转化为恒星的效率为40%,这是出乎意料的。”
傅和他的同事今天(5月22日)在《自然》杂志的网络版上报告了他们的研究结果。
恒星形成之谜
傅和库雷说,HXMM01系统惊人的效率解释了椭圆星系如何如此快速地变成红色和死亡状态。椭圆星系的快速转变一直是个谜,一些天文学家认为,它们的恒星形成原材料已被类星体等超强现象喷射出去。
但是,这种效率引发了有趣的新问题,傅和他的同事希望通过进一步研究这些远古星系及其合并的祖先来解决这些问题。
傅说,他们想“真正了解这些星系中发生了什么——为什么恒星形成效率比正常的恒星形成星系高10倍”。“那部分现在完全是个谜。”
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