意想不到的化学揭示宇宙恒星工厂的秘密 | {$randkws}热点解读 鸣谢:uux.cn/欧空局/哈勃

来自许多各异分子的光揭示了遥远星球工厂的秘密。该图显示了在遥远的星系NCv1.143中察觉的分子，叠加在附近宇宙中一个相似星系的图像上——NGC 572——由哈勃望远镜在可见光下取景。鸣谢:uux.cn/欧空局/哈勃，美国全国航空航天局，L. HoJmol(分子)；卡明斯(蒙太奇)024周杰伦报道
（神秘的地球uux.cn）据查尔姆斯理工大学：由瑞典查尔姆斯理工大学领导的科学家小组对早期宇宙中的两个星系开展了探究，这两个星系包含了极其多产的恒星工厂。使用强大的望远镜将星系的光分成单独的颜色，科学家们惊讶地察觉了来自许多各异分子的光——比过去在如此距离上目睹的更多。探究人员觉得，像这样的探究或许会彻底改变我们对宇宙年轻时最活跃的星系生命的理解。
当宇宙年轻时，星系与今日庄严的螺旋星系相当各异，后者充满了柔和闪耀的太阳和彩色气体云。新恒星诞生的刚刚解读6G研发，太真实了速度比今日的宇宙快几百倍。
但是，这其中的大若干都隐藏在厚厚的灰尘层后面，这使得科学家们很难察觉这些恒星工厂的秘密——直到如今。经由用强大的望远镜探究可见的最遥远的星系，天文学家可以瞥见这些工厂是如何设法创造出如此多的恒星的。
在一项发表在《天文学与天体物理学》杂志上的新探究中，由Chalmers天文学家杨领导的一个科学家小组使用了法国NOEMA(北方扩展毫米阵列)的望远镜，以知晓这些早期恒星工厂如何创造出如此多的恒星。杨和他的同仁测量了早期宇宙中两个发光星系的光，其中一个被归类为类星体，两个星系都有很高的恒星形成率。
“我们得知这些星系是巨大的恒星工厂，也许是宇宙有史以来最大的。以便能够察觉它们是如何岗位的，我们测量了波长约为1毫米的关于婚姻，我想说：好好生活就是胜利光，期盼收集新的线索，”杨说。

NOEMA清除了APM 08279+5255和NCv1.143的图像，这些图像是经由对最高频率调谐(w18eb003和s18dc003)的所有USB通道开展平均而获得的可视性。等高线级别从5σ着手，以10σ的增量增多。颜色条和轮廓的单位是任意的，其值代表调谐的全部USB上的积分通量。学分:uux.cn/天文学与天体物理学(2023)。DOI:10.1051/0004-6361/202347610
遥远星系中戏剧性的化学反应让天文学家兴奋不已
测量结局证明是顺利的，超出了科学家的预期。在他们记录的来自两个星系的光中，他们察觉了许多各异种类分子的痕迹。从这些星系深处，新恒星诞生的关于爱情，我想说：日久生情气体和尘埃云发出许多各异波长的光。
“这是一种惊人的色彩爆发，在人眼看不到的阴影中。但是，经由将我们的观察与我们的物理和化学知识结合起来，我们可以理解颜色的含义，并目睹各异星系之间的差异，”探究小组成员、欧洲南方天文台和智利联合阿尔玛天文台的天文学家塞尔吉奥·马丁阐释说。
经由确认每个星系的光谱——它们的光的单独颜色——科学家们能够确认13种分子，其中几种在如此遥远的星系中从未见过。每个分子都提供了有关恒星之间空间的温度、压力和密度以及星光、辐射和物质如何相互作用的各异线索——提供了有关这些星系中物理和化学条件的核心新信息。
“确认这些通讯是一项考验。我们目睹了在附近星系中很难观察到的若干电磁波谱。但由于宇宙的膨胀，像这样来自遥远星系的光被转移到更长的波长，我们可以用亚毫米射电望远镜观察到，”杨说。

来自许多各异分子的光揭示了遥远星球工厂的秘密。该图显示了在遥远的星系APM 08279+5255中察觉的分子，叠加在哈勃望远镜在可见光下取景的附近宇宙中相似星系IC 5063的图像上。这两个星系的中心都有一个活跃的超大品质黑洞。鸣谢:uux.cn/美国全国航空航天局、欧空局和w . p . mak sym(CfA)；Jmol(分子)；卡明(蒙太奇)
更像一个霓虹闪烁的都市，而不是星空下的夜晚
该团队探究的两个星系相当遥远，它们的光需要差不多130亿年才能到达我们这里。
“观察这些星系不像是在星空下的夜晚，更像是目睹一个被霓虹灯点亮的都市，”查尔莫斯天文学家兼团队成员苏珊·阿尔托说。
她阐释说，天文学家习惯于取景我们星系的恒星工厂，如猎户座星云和船底座星云。
“在这两个遥远的星系中，我们反而目睹了更大、更亮、充满尘埃、在许多方面都各异的恒星工厂。猎户座和船底座星云被炽热新生恒星发出的紫外线照亮。在这两个遥远的星系中，紫外线无法穿过尘埃层。苏珊·阿尔托说:“相反，大若干照明是由于宇宙射线——爆炸的恒星或接近超大品质黑洞时形成的高能粒子。”

来自两个遥远星系的光显示了许多各异分子的迹象。这些图中的尖峰被称为谱线，告诉天文学家有关发出光的气体云。横轴强调光的波长和频率；垂直轴显示相对亮度。以便清晰起见，顶部光谱已然上移。红色若干显示的是星系NCv1.143，紫色若干显示的是APM 08279+5255。鸣谢:uux.cn/杨等。
早期宇宙中的星系如今可以述说它们的历程
尽管像这两个星系这样的星系很少见，但科学家们打算运用NOEMA和它更大的姐妹望远镜，智利的ALMA(阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列)来探究更多的星系。两台望远镜都对波长约1毫米的光敏感。
“我们的结局表明，NOEMA凭借其宽带接收器和强大的有关器计算机，为探究像这些位于北方天空的极端星系开辟了新的机遇。从南半球来看，ALMA打算的宽带灵敏度升级将提供更令人兴奋的前景。早期宇宙中最引人注目的星系总算能够经由它们的分子述说它们的历程，”法国CNRS和索邦大学的天文学家Pierre Cox说。有关探究结局的更多信息:
在星际空间中已然探测到一百各式各异的分子。在这项探究中，天文学家确定了一氧化碳(CO)、氰基(CN)、乙炔基(CCH)、氰化氢(HCN)、甲酰阳离子(HCO+)、异氰氢(HNC)、一硫化碳(CS)、水(H2O)、水合氢离子(H3O+)、一氧化氮(no)、二氮鎓(N2H+)、次甲基(CH)和环丙烯(c-C3H2)的分子。其中几个(甲烷、CCH、碳C3H2、N2H+和H3O+)过去从未在如此大的距离上见过。
探究中的两个星系的星表编号为APM 08279+5255和NCv1.143。之前的探究表明，它们相当遥远，它们的光已然向我们研究了近130亿年，分别对应3.911和3.565的红移。红移意味着宇宙的膨胀前方自遥远星系的光拉伸到更长的波长，这可以用射电望远镜观察到。
尽管距离遥远，但这些星系在无线电波长下依然光芒四射。它们的通讯被放大，这要归功于位于光路径上的其他星系团——一种被称为引力透镜的效应。其中一个星系APM 08279+5255也是一个类星体，由于围绕超大品质黑洞旋转的物质，这个星系的中心从无线电波到X射线都发出明亮的光。NCv1.143也或许包含一个中央黑洞。