天文學家發現迄今最遙遠星系,距地球 130 億光年

ALMA 觀測到的 MAMBO-9 影像(圖:ALMA)

一組研究團隊使用了智利的阿塔卡馬大型毫米及次毫米波陣列(ALMA),發現迄今觀測到最遙遠的星系—— MAMBO-9 。該星系距離地球約 130 億光年,約在大爆炸(Big Bang)後 9.7 億年生成,代表該星系是在宇宙生成早期就存在的星系,對於天文學研究上具有重要價值。

ALMA

該星系在十年前由曼努埃爾·阿拉維納博士(Manuel Aravena)以馬克斯普朗克毫米輻射熱儀(Max-Planck Millimeter BOLometer,簡稱 MAMBO)發現,但當時的儀器無法收集足夠的資料來判斷該星系的年齡與距離。阿拉維納博士表示:「當時我們甚至不知道它是不是真的存在,因為我們沒有辦法用其他的望遠鏡觀測到它。但我們知道,如果它真的存在,那距離一定相當遙遠」。

2013 年開始運作的 ALMA ,具有 54 座口徑達 12 米與 12 座口徑 7 米的電波望遠鏡,能夠觀測廣闊的波段以及具有高解析度的優點,適合用於收集 MAMBO-9 的資料。

MAMBO-9

藉由 ALMA ,此團隊成功收集了足夠的資料來判斷其整體質量、距離以及年齡。參與此研究的凱特琳·凱西教授(Caitlin Casey)表示:「該星系的氣體與塵埃總質量相當驚人,約為銀河系所有恆星的 10 倍。」氣體與塵埃的含量如此高,代表該星系在被觀測當時仍未發展完全。該星系形成恆星的速度非常快,每年形成的恆星質量約為太陽質量的數千倍之多。

未來研究

除了其驚人的質量與距離外,從 ALMA 觀測到的影像可見,MAMBO-9 正在與另一個星系結合。此外凱西教授表示,MAMBO-9 也帶給了天文學界一項新的謎題:「星系中的塵埃通常是死亡恆星留下的。因此一般而言,我們預期星系內的恆星總質量應該是塵埃的 100 倍左右。但在 MAMBO-9 中,恆星的總質量沒有那麼多,我們想要知道為何在大爆炸初期,宇宙的塵埃產生的速度會如此快。」團隊期望能藉由 ALMA 收集更多遙遠星系的資料,藉此了解上述的問題以及宇宙早期的星系如何影響宇宙發展。

參考資料:

  1. Strickland, A. (2019, December 12). Meet MAMBO-9, one of the most distant galaxies to ever be observed. CNN
  2. Casey, C. M., Zavala, J. A., Aravena, M., Béthermin, M., Caputi, K. I., Champagne, J. B., … Yun, M. (2019). Physical Characterization of an Unlensed, Dusty Star-forming Galaxy at z = 5.85. The Astrophysical Journal887(1), 55. doi: 10.3847/1538-4357/ab52ff
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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