发现早期宇宙增长超迅速星系,5亿年内就形成2,000亿颗恒星

一个大质量星系定形的历程应该相当缓慢,少说也得10亿年,然而天文学家最近发现一个星系,其形成恒星的速度是银河系300倍,不到5亿年时间就形成2,000亿颗恒星,挑战了公认的模型。

根据目前主导星系形成的模型,大质量星系的成形应该非常缓慢,先是少量恒星聚集形成较小的星系,数个小星系再随着时间推移整合形成大质量星系,这过程得花费数亿甚至数十亿年时间。

然而根据大双筒望远镜(Large Binocular Telescope)连续17小时的观测结果,天文学家发现在早期宇宙中、距离我们120亿光年一个名为C1-23152的椭圆星系,仅在5亿年内就催生2,000亿颗恒星、增长至稳定结构规模,换算平均每年形成多达450颗恒星(每天形成1颗以上),恒星形成率是银河系当前速率300倍——如今的银河系一年只能形成1、2颗新恒星,超出了模型预测。

但既然C1-23152星系未循序渐进增长,又如何在这么短的时间内迅速扩大?研究人员分析认为,该星系也许经历过大规模宇宙碰撞事故,比如2团巨大气体云相撞触发一系列新生恒星形成。

像C1-23152这种大型星系仅占整个宇宙星系总数1/3,但它们却贡献了宇宙所有恒星质量的70%以上,基于目前对宇宙的观测,建模已经很难理解这类大型星系的性质与形成过程了,现在天文学家又发现在早期宇宙存在进化如此迅速的庞大星系,我们对宇宙的理解似乎越来越难以解释清楚。

是星系形成模型还需要修改哪些参数、还是C1-23152星系属于特例,天文学家重新思考起了这些理论,为检验假设,下一代望远镜的观察将具有决定性意义,尤其是詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)。新论文发布在《天文物理期刊》(The Astrophysical Journal)。

(首图为示意图,来源:pixabay)