令人惊讶的环揭示了星系的形成

Josiah01

　　超亮红外星系 (HyLIRG) 中恒星形成的极快速度是由什么引发的，目前尚不清楚，但这个问题对于我们理解宇宙中星系的形成和演化具有重要意义。欧洲南方天文台发布的一张新照片显示，HyLIRG 比我们的银河系 (红外光) 亮 10,000 倍，即遥远的星系 PJ0116-24，该照片与《自然天文学》杂志上最近发表的一篇论文一起发布，该论文揭示了该星系的形成。
　　先前的研究表明，这种极其明亮的星系一定是星系合并的结果。这些星系碰撞被认为会形成致密的气体区域，从而引发快速的恒星形成。但如果恒星形成气体迅速向星系中心汇聚，孤立的星系也可能仅通过内部过程就变成 HyLIRG。
　　康奈尔大学天文学家 Amit Vishwas 博士是这篇题为《详细研究 100 亿年前爱因斯坦环中罕见的超光速旋转盘》的论文的共同作者，该论文结合了欧洲南方天文台的甚大望远镜 (VLT) 和阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA) 的观测结果，研究了 PJ0116-24 内部气体的运动。
　　ALMA 追踪冷气体（照片中显示为蓝色），而 VLT 及其新的增强分辨率成像仪和光谱仪 (ERIS) 追踪热气体（显示为红色）。得益于这些详细的观察，国际研究小组发现这个极端星系中的气体以有组织的方式旋转，而不是以星系碰撞后预期的混乱方式旋转——这是一个令人惊讶的结果。研究人员表示，这表明星系成为 HyLIRG 并不总是需要合并。
　　PJ0116-24 距离我们如此遥远，以至于它的光需要大约 100 亿年才能到达我们。前景星系充当引力透镜，弯曲并放大其后方 PJ0116-24 的光，形成此处看到的爱因斯坦环。这种精确的宇宙排列使天文学家能够放大非常遥远的物体，并以否则很难实现的细节水平看到它们。
　　维什瓦斯是康奈尔天体物理和行星科学中心 (CCAPS) 的研究员，他利用 ALMA 帮助绘制了 PJ0116-24 中原子和分子气体的发射和运动学图，为旋转盘场景提供了强有力的支持。他还参与了使用 VLT 上新投入使用的 ERIS 仪器获取数据的工作。这项研究由马克斯普朗克地外物理研究所和紫金山天文台的刘代忠领导。
　　PJ0116-24 中气体状况和元素丰度的解释与 Vishwas 和他的合著者去年使用詹姆斯韦伯太空望远镜的数据对宇宙早期另一个星系的报告类似。
　　然而，维什瓦斯表示，PJ0116-24 的质量和亮度大约是去年论文中研究的光源的五倍。
　　“在这两种情况下，引力透镜都帮助我们放大了这些星系的星际介质的细节。我相信这些新的观测结果有助于我们为星系的演化和形成方式建立一个论据——在相对平静的长时期内，在快速的增长中有效地将气体转化为恒星，”他解释道。