天然宇宙望远镜有助于Alma Discover旋转婴幼儿星系

Galaxy Cluster RXCJ0600-2007

NASA / ESA Hubble Space望远镜拍摄的Galaxy Cluster RXCJ0600-2007的图像结合了Alma(以红色所示)观察到遥远的Galaxy RXCJ0600-Z6,124亿光年的重力镜头图像。由于Galaxy集群的引力透镜效果,RXCJ0600-Z6的图像加剧和放大,并且似乎分为三个或更多个部分。信用:Alma(ESO / Naoj / Nrao),Fujimoto等,美国宇航局/欧安平州奥卡哈勃太空望远镜

使用Atacama大毫米/亚颌骨阵列(阿尔玛),天文学家发现了一个旋转的婴儿银河系1/100尺寸银河系在宇宙中只有七个年龄段的百分之七。由于引力镜片效应的帮助,该团队能够首次探索小和黑暗的“正常星系”的性质,在早期宇宙中,代表第一间星系的主要人口,这大大进展了我们对的理解星系进化的初始阶段。

“早期宇宙中存在的许多星系是如此之小,他们的亮度远低于地球上最大望远镜的极限,难以研究其性质和内部结构,”Kavli说Nicolas Laporte说剑桥大学的高级研究员。“然而,来自名为RXCJ0600-Z6的星系的光,通过重力透镜高度放大,使其成为研究典型婴儿星系的性质和结构的理想目标。”

引力透镜是一种自然现象,其中从远处物体发出的光被诸如位于前景中的星系或星系簇的大规模体的重力弯曲。“重力透镜”的名称来自于巨大物体的重力就像透镜一样。当我们透过引力透镜时,加强远处物体的光,它们的形状被拉伸。换句话说,它是一个漂浮在太空中的“自然望远镜”。

ALMA镜头集群调查(ALCS)团队使用ALMA在早期宇宙中搜索大量的星系,这些宇宙被引力透镜放大。在自然望远镜的帮助下,将Alma的力量结合在一起,研究人员能够揭示并研究昏厥的星系。

遥远的Galaxy RXCJ0600-Z6

通过补偿由星系簇引起的重力透镜效果来重建远程星系RXCJ0600-Z6的图像。红色轮廓显示由Alma捕获的碳离子发出的无线电波的分布,蓝色轮廓显示出哈勃空间望远镜捕获的光的光泽。来自重力透镜的光强度的临界线在其最大值,沿着星系的左侧延伸,因此银河系的这部分是进一步放大的(插图图像)。信用:Alma(ESO / Naoj / Nrao),Fujimoto等,美国宇航局/欧安平州奥卡哈勃太空望远镜

为什么探索早期宇宙中最微弱的星系是至关重要的?理论与仿真预测,大多数星系在大爆炸较小后形成了几百百万年,从而淡淡。虽然先前已经观察到早期宇宙中的几个星系,但研究的人仅限于最具巨大的物体,因此是由于望远镜的能力,因此较早的代表性星系。了解第一个星系的标准形成的唯一方法,并获得完整的Galaxy形成图片,是专注于昏厥和更多的星系。

ALCS团队进行了一个大规模观测计划,花了95个小时,这是一个很长的Alma观测时间,观察33个可能导致重力镜头的星系集群的中心区域。这些群集之一,称为RXCJ0600-2007,位于Lepus星座的方向上,并具有太阳的质量1000万亿倍。该团队发现了一个遥远的星系,受到这种自然望远镜创造的引力透镜的影响。Alma在星系中检测到来自银河系中的碳离子和星际的光,以及与双子座望远镜一起拍摄的数据,并确定了银河系被认为是大约9亿年后大爆炸(129亿年前)[1]。对这些数据的进一步分析表明,该来源的一部分比本质上的160倍更加亮。

通过精确地测量星系集群的质量分布,可以“撤消”重力透镜效果并恢复放大物体的原始外观。通过组合数据哈勃太空望远镜和欧洲南部天文台的非常大的望远镜通过理论模型,该团队成功地重建了遥控星系RXCJ0600-Z6的实际形状。这个星系的总质量约为太阳的2至30亿次,这是我们自己银河系大小的约1/100。

该团队的令人惊讶的是RXCJ0600-Z6正在旋转。传统上,年轻星系中的气体被认为是随机的混乱运动。唯一最近拥有Alma发现了几种旋转的年轻星系,这些年轻星际挑战了传统的理论框架[2],但这些比RXCJ0600-Z6更亮(较大)的几个级别更亮。

“我们的研究首次表现出来,我们可以直接衡量早期宇宙中如此微弱(较少)星系的内部运动,并将其与理论预测进行比较”,东京大学教授Kotaro Kohno表示和ALCS团队的领导者。

“RXCJ0600-Z6具有非常高的放大因子的事实也提高了对未来研究的预期,”尼尔斯·博尔研究所的黎明家园Seiji Fujimoto解释道。“这个星系已经被选中,其中包括在数百人中被观察到詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST),下一代太空望远镜在今年秋季推出。通过使用Alma和JWST的联合观察,我们将在婴儿银河系及其内部运动中揭示天然气和星星的性质。当三十米望远镜和极大的望远镜完成时,他们可能能够检测星系中的星星集群,并且可能甚至可以解决个体恒星。有一个引力透镜的例子已被用来观察一颗95亿光年的单星,这项研究有可能在宇宙诞生后延伸到少数十亿年。“

参考:

“Alma镜头集群调查:明亮的[CII]来自Z = 6.0719的繁殖的子L * Gener的Z = 6.0719”的158μm,由Seiji Fujimoto等人。,2021年4月22日,天体物理杂志
DOI:10.3847 / 1538-4357 / ABD7ECS

“ALMA Lensing Cluster Survey: a strongly lensed multiply imaged dusty system at z > 6” by N Laporte, A Zitrin, R S Ellis, S Fujimoto, G Brammer, J Richard, M Oguri, G B Caminha, K Kohno, Y Yoshimura, Y Ao, F E Bauer, K Caputi, E Egami, D Espada, J González-López, B Hatsukade, K K Knudsen, M M Lee, G Magdis, M Ouchi, F Valentino and T Wang, 28 January 2021,皇家天文社会的每月通知
DOI:10.1093 / mnras / stab191

笔记

  1. 从碳离子发射的光最初是红外光,波长为156微米,但随着宇宙的扩展,波长伸展并成为波长为1.1毫米的无线电波,其用Alma检测到1.1毫米。此对象的红移是z = 6.07。使用用普朗克测量的宇宙学参数(H0 = 67.3km / s / mpc,ωm= 0.315,λ= 0.685:普朗克2013结果),我们可以计算对象的距离为129亿光年。(有关详细信息,请参阅“表达远程对象的距离”。)
  2. 使用引力透镜,Alma发现了一个旋转的星系,其尺寸在大约124亿年前的银河系上。(请参阅2020年8月13日发布的“Alma认为最遥远的银河系”的新闻文章)。此外,Alma在124亿年前发现了一个旋转的星系而不使用引力透镜。(请参阅新闻文章“Alma在早期宇宙中发现大规模旋转盘。”)

该研究得到了日本科学促进科学促进科学(Grant Number J7H06130,JP18K03693,17H01114,1900697和20H00180),Naoj Alma联合科学研究计划(2017-06B),欧洲研究理事会(ERC)合并者授予资金scheme (project ConTExt, grant No. 648179, 681627-BUILDUP), ERC under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation program (grant agreement No. 669253) , Independent Research Fund Denmark grant DFF-7014-00017, Danish National Research Foundation(No. 140), the Kavli Foundation, ANID grants CATA-Basal AFB-170002, FONDECYT Regular (1190818 and 1200495) , Millennium Science Initiative ICN12 009, STFC (ST/T000244/1) , NSFC grant 11933011, the Swedish Research Council, and the Knut and Alice Wallenberg Foundation. This work was partially supported by the joint research program of the Institute for Cosmic Ray Research (ICRR), University of Tokyo. Data from the Gemini telescope were obtained via an agreement between the Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA) and Ben-Gurion University of the Negev.

Atacama大型毫米/淹没阵列(ALMA)是一个国际天文设施,是南半球南半球天文学研究组织的伙伴关系(ESO),美国国家科学基金会(NSF)和日本国家的国家自然科学研究所与智利共和国合作。Alma由ESO代表其成员国资助,NSF与加拿大国家研究委员会(NRC)和科学和技术部(MOST MOST)以及与台湾学术界(AS)合作的国家合作合作和韩国天文学与空间科学院(KASI)。ALMA建筑和运营由ESO代表其成员国领导;由国家无线电天文天文学(NAO),由相关大学,Inc。(AUI)管理,代表北美;并由日本国家天文天文台(NAOJ)代表东亚。Alma Thealatory(JAO)联合提供统一的领导和管理的建设,调试和运作。

3评论在“天然宇宙望远镜有助于Alma发现旋转婴儿Galaxy”

  1. ......我只是希望望远镜时间很好......

  2. 自然总是在运动中,暗物质也不例外。循环暗物质需要将其纳入模型中以获得更准确的结果。

  3. 自然总是在运动中,暗物质也不例外。需要将循环的暗物质纳入模型中以获得更准确的结果。我上周阅读了一项研究,表明暗物质浓度可能高于本模型的唯一方式是在至少5km /秒。几乎所有其他东西都在移动得更快,所以似乎也应该是暗物质也应该。

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