极端遥远的星系揭示恒星从它们的摇篮到它们的坟墓的故事_fzhouy

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极端遥远的星系揭示恒星从它们的摇篮到它们的坟墓的故事

(2023-08-01 09:36:39)

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杂谈

阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列的星云MACS0416_Y1的观测，包含从来来见过的最遥远的恒星形成区域和恒星死亡场所。(Image credit: LMA (ESO/NAOJ/NRAO), Y. Tamura et al)

天文学家已经识别了可能是从来见过的最遥远的恒星诞生和死亡的场所。

这个区域位于一个气体和尘埃的叫星云的星际云中，该星云也居住在距离地球约132亿光年远的星系中。这告诉我们该区域被视为就像大爆炸后仅约6亿年一样。

当恒星到达它们用在它们内在的核聚变过程燃料的供应结束时，它们的核坍塌，同时它们的外层在一个叫超新星中向外爆炸的爆发。这些超新星爆炸将恒星在它一生中锻造的元素散布到恒星体的周围。这些元素形成大质量的叫星云的气体云，其中凉的过密集的区域坍塌来诞生恒星。这意味着这些元素变成下一代恒星的构造物，因此超新星残骸能揭示恒星再循环发生的区域。

这样，这个最近在遥远的星际星云中的恒星摇篮和坟墓的发现可以帮助天文学家更好了解当宇宙处于它的婴儿期时存在的大质量云层中的这样的恒星生命周期。

新的观测被名古屋大学科学家田村洋一领导的天文学家团队用位于智利北部阿塔卡马沙漠地区的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）做出。

该团队之前已经观测过这个遥远的早期星云，拾取经由氧气和尘埃发射的无线电波。这种物质的分布能揭示恒星诞生和死亡的场所如何被分布在整个星际云中，但当时该团队没有来观测完整的星云结构必要的分辨率。

然而，当研究人员放大MACS0416_Y1并用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列观测它28小时时那个变化了。

这个漫长的过程揭示了在星云中的尘埃和氧气发射区域绕着彼此编织，同时避免密切接触。这可能是来自星云内新形成的恒星的强烈紫外线辐射高能量从围绕气体中剥离电子的结果，一个叫电离化的过程。

测量星云中气体的运动也向天文学家展示了这是一个其中许多恒星可能被在一团星团中一起诞生的环境。

除此之外，研究小组在星云的尘埃主导区域内发现了一个巨大的空腔，看起来大约1000光年宽。这个空腔可能是一个超级气泡或者是星云中的一个大洞，已知发生在大质量恒星一起存在的区域中。

恒星越大，它燃烧它的核聚变燃料的速度就越快，最终当它死亡时触发一个更大质量的超新星爆炸。如果这些超新星爆炸是重复的，它们能有清除附近的气体和尘埃的效果，并创造那些超级气泡空无就像被团队发现的那样。

这意味着，虽然在星云中编织的气体卷须代表恒星诞生的场所，但在同一大质量物质云中的这个大空无潜在的标志大规模的恒星死亡------使这个遥远的星云既是一个恒星的摇篮又是一个恒星的坟墓。

在138亿年老的宇宙中132亿年前存在的一个古老星系中一个星云的结构的发现并不是简单的创举，甚至对像阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列这样强大的仪器。