超重量級星系現蹤 將顛覆宇宙模型(科學人 Scientific American)

林志怡 2021/04/05 12:19 點閱 5681 次
超重量級星系現蹤 將顛覆宇宙模型(科學人 Scientific American)
超重量級星系現蹤 將顛覆宇宙模型(科學人 Scientific American)

Giant Galaxies from the Universe's Childhood Challenge Cosmic Origin Stories

一群科學家透過南亞利桑那州的天文望遠鏡,收集小區域夜空長達17小時的星光,發現一顆可能完全顛覆過去我們對宇宙起源認知的高質量橢圓星系C1-23152,未來透過更進一步的研究,可能重寫人類的宇宙起源理論。

星系含大量金屬

C1-23152是在120億年前誕生的星系,但C1-23152中含有大量的金屬,研究團隊解釋,一般而言,宇宙中的金屬物質來自恆星,恆星經歷死亡週期時,透過超新星階段將金屬釋放到宇宙中,並出現在下一代恆星中,以目前的理論推算,發展出富含金屬物質的星系,至少需要數十億年,而C1-23152中的顯然是早期宇宙生成的金屬。

換句話說,在C1-23152生成後,其內部就迅速發展出多顆恆星,科學家從恆星光譜推算發現,C1-23152中的恆星最年輕約1.5億年,最老約6億年,意即C1-23152中,每年有450顆恆星生成,而這個數字足足是目前科學家估計銀河系恆星產出數量的300倍,科學家們說,以目前的宇宙模型,不可能出現這樣迅速生成恆星的星系。

模擬技術進步

科學家們一直嘗試使用電腦模擬重現這些巨大星系,但該研究的共同作者班・福雷斯特說,在電腦運算能力受限的情況下,必須對模擬的體積和細節作出權衡,調整模式後再重新模擬也需要很長的時間,過去可能因為模式無法提供足夠的模擬空間,使這類古老而大型的星系鮮少出現。

福雷斯特也指出,一些較新的電腦模擬中,確實有部分預測類似C1-23152的星系可能出現,但模擬中的星系往往持續製造恆星,但C1-23152等現實中的大型星系,在某個恆星產出的巔峰期後,就會因為耗盡氫氣、氦氣而再也無法生成恆星。

關於C1-23152及其他大型星系的研究大大顛覆了天文學的傳統模型,福雷斯特說,為了取得更多相關統計數據,幾部即將落成的大型太空望遠鏡,將能協助人類修正目前宇宙及星系模棱兩可的演化理論。

https://www.scientificamerican.com/article/giant-galaxies-from-the-universes-childhood-challenge-cosmic-origin-stories/