根據最近的一項研究,宇宙中的第一個星係是非常熱的星系。它們是混亂、湍流的氣體雲。它被巨大的太空氣體雲攪動。大規模恆星形成噴發和肆虐的超大質量黑洞
一組天文學家提出了這個想法。該項目由劍橋大學的 Lola Dunhive 領導。最近指出 詹姆斯·韋伯太空望遠鏡 (JWST) 分佈在 272 個小星系中,可追溯到星系形成後 8 億至 15 億年之間。 大霹靂– 宇宙非常年輕。 (用天文學術語來說)當來自這些星系的光開始到達我們宇宙的角落時。一旦光線到達 JWST 的眼睛,科學家們就發現遙遠的星系看起來與我們在附近宇宙中看到的平靜、成熟的旋轉圓盤非常不同。
鄧海夫和她的同事使用 JWST 的 NIRCam 儀器來觀察電離氫氣如何移動。每個星系如何在大多數模型中相反,它以單一平滑流的形式圍繞星系中心旋轉。相反,氣體向各個方向流動。這會產生湍流漩渦、衝擊波和不規則的物質雲。
我們在附近宇宙中看到的星系更加現代。而且大多是結構整齊的盤式和渦輪式。所有氣體和恆星圍繞中心朝同一方向移動。除非他們最近經歷過碰撞。無論如何,這還是差點撞到另一個星系。但遙遠的天文學家會及時回顧過去。更多混亂將會隨之而來。
就連銀河係也有過動蕩的時期。
鄧海夫和她的同事將他們研究中的星系描述為“盤的黎明”,這是星系通過圍繞自身旋轉開始存在的地方。但它會經歷許多不穩定的時期。在落入冷盤之前,我們在本地宇宙中觀察到它“(同一星系,相同)。
JWST 向鄧海夫和她的同事展示了宇宙年齡在 8 億至 15 億歲之間時遙遠星系樣本的樣子。那是所謂時代的末期。 宇宙的黎明 (大爆炸後 5000 萬到 10 億年)當第一批恆星和星系形成並接近所謂的恆星和星係時 正午宇宙 (大爆炸後 2 到 30 億年)新恆星爆炸,以比任何其他時間更高的速度照亮宇宙。在此之前或之後,鄧海夫和她同事的研究中的微小、糾纏的星係正在將它們的恆星形成添加到壯觀的宇宙正午煙花中。這就是事情不順利的部分原因。那些星系中有很多混亂。
一顆新星的誕生就像一個新人類一樣。容易生氣 對於恆星來說,這意味著用強大的帶電粒子恆星風席捲周圍的空間。隨著高能輻射的爆炸,特別是在紫外線波長范圍內。這使得該地區成為明星的滋生地。 (大片冷氣體雲,新恆星正在從中形成。) 混亂又混亂。除了混沌之外,模型和觀測還告訴我們,在早期星系中,恆星的形成往往發生在非常不規則和劇烈的爆炸中。
這些星係也經歷了十幾歲的時期,當時覆蓋宇宙的氣體雲比今天密集得多。最後,自大爆炸以來,宇宙已經膨脹。因此從技術上講,這是一個比宇宙正午之前小得多的地方,但物質數量與之前相同。這一事實對年輕星係有著深遠的影響。因為這意味著星系際氣體正在流入年輕星系。有時會衝入年輕的星系。在這個過程中造成混亂,每個星系中心的超大質量黑洞貪婪地吞噬了所有這些氣體,並噴出相關物質和輻射的射流。
與附近宇宙中的星系相比,鄧海夫及其同事研究的大多數星係都非常小:質量是太陽質量的 1 億到 100 億倍。 (我們的銀河系質量約為 1.5 萬億太陽質量。)
這意味著像超大質量黑洞這樣的東西。傳入的氣體河和恆星形成的爆炸對其穩定性有著巨大的影響。換句話說,那是一個奇怪的時期。這些年輕的星係正在發生很多事情。
接下來怎麼辦?
天文學家注意到了一些例外:非常早期的星係由於某種原因嵌入在過去的隨機過程中。這些星系能夠比其他星系更快地聚集在一起,因此往往比平均星係要大。這可能使它們在面對宇宙破壞時更具彈性。但研究中的大多數星系顯然仍處於繁忙階段。
之前的一些研究已經在一些早熟星系中發現了異常值。但天文學家無法確定它們是否正常。模型和模擬表明情況並非如此。天文學家預計早期星係是混亂且塊狀的,現在他們知道了早期星系的混亂現實。這似乎與物理學家關於宇宙如何運作的數學模型是一致的。
對於鄧海夫和她的同事來說,下一步是將對熱電離氫氣的調查與即將對同一遙遠源星系中的冷氣體和塵埃的調查結合起來。這將揭示更多有關星系結構和演化的信息。
“有了更多信息,我們將能夠追踪這些湍流系統是如何成長並成為我們今天看到的美麗螺旋的,”圖塞拉說。
該團隊於 10 月 22 日發表了新發現。 在《皇家天文學會月刊》雜誌上–








