100亿年前的宇宙:星系同类相食是家常便饭

 


基于CFHT望远镜近红外窄带证认的56个100亿年前的Ha发射线星系的哈勃空间望远镜高分辨率图像(每个图片视场对应物理尺度50kpc,相当于16.3万光年距离)
人类所在的银河系和她的兄弟姐妹是如何起源的一直是天文学家研究的热点问题。借助世界上最先进的天文望远镜,可以追踪到星系一族从100多亿年前的宇宙早期到今天多方面物理特征的变化,从而推断出星系形成和演化的完整图景。100亿年前后(红移2左右)是宇宙中恒星形成活动最剧烈的时期,近邻宇宙中的大质量星系中的主体恒星即形成于此时期。对这一宇宙时期的活动星系的详细“考古”研究,有助于确定激发星系恒星形成活动的物理机制,增进对高红移宇宙的认识。
紫金山天文台的星系研究团队与其合作者们利用位于世界最好的地面天文观测台址之一的美国夏威夷的3.6米口径CFHT望远镜近3晚的观测时间,成功获得南天一个深场观测天区的近400平方角分最深的窄带观测。研究者们利用这一独有观测,结合其他观测数据,可以从图像探测到数以万计的各类天体中,精确证认出红移z=2.24(100亿年前)正在大规模形成恒星的星系,并系统研究它们的能谱分布、形态、Hα发射线等多方面特征。研究发现,这些强Hα发射线星系与通常颜色选的恒星形成星系类似,质量介于约十亿至千亿太阳质量范围,呈现恒星形成率与星系质量的相关关系和消光与星系质量相关关系。而哈勃空间望远镜的高分辨率、高灵敏度成像观测揭示这些100亿年前发射线星系具有多样性的形态。
“这些星系有近一半是并合和相互作用星系,表明100亿年前的宇宙与现如今的宇宙中情形大不相同,那时候星系同类相食是家常便饭,而如今星系的演化则‘文明’了很多。” 紫金山天文台研究员郑宪忠博士这样说到。通过合并其他同伴来发展壮大已经被许多研究证实是驱动星系恒星演化的关键物理机制之一。在此过程中,还会触发最剧烈恒星形成活动。研究同时指出,这类发射线星系的数密度没有此前估计的多,这类星系的Hα发射线光度函数与恒星形成星系的质量函数形式非常类似。这一相似性实际反映了恒星形成星系的恒星形成率和恒星质量间的紧密相关关系,亦即描述星系恒星活动基本规律的“主序”关系。
这一研究成果发表在美国《天体物理杂志》上,文章全文可见于http://iopscience.iop.org/0004-637X/784/2/152/。研究所用CFHT望远镜观测时间通过有偿使用国外望远镜时间计划(TAP)获得,价值相当于人民币30万元。


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Asan网友12月28 17:12
樹木等到花
129609000:2017-03-25 17:36:18