在数亿立方光年内发现:超一万亿倍太阳光度,

2020-03-03 10:20
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恒星的形成发生在新生尘埃和气体云中,它们吸收了大部分发射的紫外线和光学辐射,但也阻挡了这些区域的光学观测。然而,近几十年来,赫歇尔(Herschel)和斯皮策(Spitzer)等红外太空望远镜彻底改变了我们对尘埃星系中模糊恒星形成的理解,因为红外线可以穿透尘埃云,揭示正在形成的恒星。赫歇尔和斯皮策太空望远镜已经发现了大量尘埃、非常红的恒星形成星系。

它们在红外线非常明亮(超过一万亿倍太阳光度)非常明亮,但在较短的波长下却看不到。事实上,这些尘埃星系是宇宙中大部分红外背景光的来源。其中一些天体展示了已知的最极端星暴类型,恒星形成速率超过每年1000颗,但这种情况也非常罕见,平均只有一种,体积为数亿立方光年。赫歇尔太空望远镜任务在尘埃排放达到峰值的远红外波段探索天空,发现了数千个候选尘埃星系。哈佛史密森天体物理学中心天文学家马特·阿什比(Matt Ashby)是一个大型天文学家团队的成员,他们帮助更全面地描述了这些星系。研究小组确定了一组300个“红外线”星系(即红外波长最长的星系最亮),这些星系也被斯皮策太空望远镜上的IRAC相机在较短红外波长下观测到。研究小组收集了额外的亚毫米和毫米数据,以全面评估这些星系的输出,并收集光谱来确定它们的距离和亮度。发现的最远星系来自大爆炸后约10亿年(红移6.02)的时代;也是研究中确认为引力透镜的23个来源之一。天文学家们的结论是,这些红外线星系虽然包括一些已知的最明亮、最大质量星系,但它们太罕见了,不能代表当地静止星系的恒星形成前身;其他类型的星系将不得不扮演这一角色。但这项新研究已经确定了最极端的情况,对这些怪物的进一步研究将有助于确定宇宙中极端恒星的形成是如何运作的。

一幅IRAC/Spitzer红外图像,显示了一个包含红外线发光星系的区域,该星系光线已经向我们传播了大约120亿年。天文学家已经完成了对300个早期宇宙中的红外线发光恒星形成星系的详细研究,其中23个是引力透镜星系。

虽然这一类发光物体太罕见,无法解释本地大质量静止星系的起源,但它代表了宇宙中最极端的恒星形成星系。(白色圆圈表示36“大小的远红外线光束,红色圆圈表示发光的亚毫米光源位置;其他物体也在现场)。


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