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宇宙中最大的恒星產(chǎn)房:矮星系



矮星系,光是看名字就可以猜出,它們是宇宙中最小的星系,不過通過NASA哈勃太空望遠(yuǎn)鏡傳回的數(shù)據(jù),科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)矮星系雖然小,卻是宇宙中最大恒星產(chǎn)房之一。

恒星誕生于氣體塵埃云中,這些氣體塵埃云彌漫于大多數(shù)星系中,一旦星系出現(xiàn)不安分情況,就會產(chǎn)生口袋效應(yīng),導(dǎo)致物質(zhì)開始聚集,達(dá)到一定質(zhì)量后氣體和塵埃自身開始坍塌。坍塌會導(dǎo)致溫度升高,于是就產(chǎn)生了恒星的胚胎——原恒星。原恒星的質(zhì)量產(chǎn)生的引力足以吸引更多氣體和塵埃。星系中的氣體塵埃有兩種命運——要么成為恒星的一部分,要么成為圍繞其旋轉(zhuǎn)的行星。足夠的物質(zhì)和氣體濃度是恒星形成的關(guān)鍵因素,那么,在宇宙早期,最大的星系是否也是誕生恒星最多的呢?很明顯,答案并非如此。

星系質(zhì)量和制造出的恒星級別之間到底存在什么樣的關(guān)系?為了找到答案,科學(xué)及們已經(jīng)進(jìn)行了數(shù)十年的研究。要理解星系成長過程中恒星是如何形成,在大爆炸后35億年-60億年這段重恒星形成的年代中恒星是如何進(jìn)化,科學(xué)家要揭開到宇宙誕生初期的歷史,希望最終能夠清楚勾勒出宇宙初期的模樣,矮星系就是回答這個問題的合適元素。

此前的研究一直關(guān)注中等或較大質(zhì)量的星系,通過哈勃望遠(yuǎn)鏡3號廣域鏡頭(WFC3)采集回的最新數(shù)據(jù),科學(xué)家終于第一次具備研究矮星系的能力,WFC3此前都用于觀測宇宙誕生初期時產(chǎn)生的星爆星系。科學(xué)家此前曾經(jīng)猜測星爆星系孕育恒星的速度比一般星系更快,而星爆星系的形成可能是因為多個星系猛烈合并的結(jié)果。

利用WFC3紅外鏡頭,天文學(xué)家計算出低質(zhì)量矮星系對宇宙初期恒星形成的貢獻(xiàn)量。結(jié)果顯示,矮星系孕育了大量的恒星。研究人員Jean-Paul Kneib說:“在矮星系內(nèi)形成的恒星質(zhì)量翻倍的速度非常快,只需要1.5億年,而在普通大質(zhì)量星系中,這個時間通常在10億-30億年。”

理解矮星系對我們生活的銀河系中恒星的貢獻(xiàn)量,可以幫助科學(xué)家更好地理解復(fù)雜的星系進(jìn)化過程——比如星系是如何合并、恒星如何消耗星系中的物質(zhì)、恒星爆炸后如何形成超大質(zhì)量的黑洞……







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