开启全新理解：我国科学家领衔发现遥远星暴星系原位核球形成机制

IT之家 12 月 6 日消息，中国科学院紫金山天文台联合国际团队，首次揭示了遥远早期宇宙内星暴星系中心通过强烈的恒星形成活动直接形成原位核球的确凿证据，为我们带来了对宇宙星系形成过程全新的认识。

团队背景

这一研究由中国科学院紫金山天文台牵头，联合法国替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心（CEA Paris-Saclay）、日本东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所（Kavil IPMU/ UTokyo）等机构共同完成，利用大量亚毫米波观测数据，发现了这一重要证据。

这项研究成果题为“In situ spheroid formation in distant submillimetre-bright galaxies”，已于 12 月 5 日在线版《自然》杂志上发表。

研究背景

目前，星系大致可分为两类：具有清晰旋臂结构的盘状星系和整体呈近圆形或椭圆形、中心明亮、边缘逐渐减弱的椭圆星系。

研究表明，无论星系形态如何，大多数星系都有一个恒星密集区域，即核球，核球与盘的比例将影响星系整体形态。

星系核球的结构与椭圆星系有许多相似之处，包括形态及形成机制谜团：它们是通过星系融合形成的吗？还是通过星系内部演化自发形成的？之前的相关理论普遍支持前者，但要从观测数据验证这些理论仍是一项挑战。

项目简介

研究人员利用阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波干涉阵（ALMA）档案数据，通过自动挖掘项目（A3COSMOS 和 A3GOODSS）获得的高空间分辨率和高灵敏度数据，详尽测量了一批亚毫米波辐射早期宇宙大质量星暴星系的尘埃连续谱辐射分布特征。

这些星系的红移可追溯至“宇宙正午”时代，即大约 80 至 120 亿年前，当时大多数星系正在经历规模庞大的恒星形成活动。

研究团队的统计分析显示，大多数样本星系的亚毫米波辐射非常紧凑，其表面亮度轮廓明显偏离盘状星系典型指数盘模型分布，暗示这些星系的核心区域很可能已经发展出类似核球的结构。

对星系几何形状的深入分析提供了更确凿的证据。基于三轴模型的样本星系轴比研究发现，大多数星系呈三轴椭球形状，而非传统的扁平盘状结构。

具体来说，这些星系最短轴和最长轴之比约为 1/2，而且随着星系内部恒星形成活动的增加，这一比例也在逐渐增加。

这些研究结果表明，早期宇宙中极端活跃的恒星形成活动可能在星系内核心区域快速积累恒星资料，从而鼓励了原位核球结构的建立。

通过先进的宇宙流体动力学模拟结果进一步表明，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积和星系相互作用（而非星系合并）所带来的大规模恒星形成活动极可能是导致这些星系原位核球结构的主要原因，而这一时期也被认为是大多数星系核球结构形成的关键时期。

IT之家参考链接

• 紫金山天文台领衔国际研究团队发现遥远星暴星系原位核球形成机制

• In situ spheroid formation in distant submillimetre-bright galaxies

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