本报合肥8月22日电(记者李陈续通讯员蒋家平)中国科大天体物理中心孔旭教授和他的欧洲、日本和美国合作者,利用国际先进的大口径望远镜,在宇宙早期的星系研究方面取得重要进展,发现宇宙早期就存在大质量星系。他们的研究结果在最近的美国《天体物理学报》和最新一期的英国《自然》杂志上发表。
星系是何时形成的?星系是怎样形成的?研究形成于宇宙早期的高红移星系,可以帮助天文学家回答这些宇宙学研究中的基本问题。但是,高红移星系离地球十分遥远,只能利用造价数亿或数十亿美元的8米级大口径望远镜才能观测到。
孔旭教授等通过国际合作,利用位于智利的欧洲南方天文台“甚大望远镜”(VLT),和位于夏威夷的日本国立天文台“昴宿星团望远镜”(SUBARU),在距离地球37亿光年的地方,发现了几百个大质量早期星系,“BzK-15504”就是其中之一。借助“甚大望远镜”新配备的自适应成像系统,研究人员得以观察“BzK-15504”的二维结构,从而“还原”出宇宙初期的星系模样。此次直接观测“再现”了早期星系的出生和发育过程:在引力的作用下,星际分子云不断收缩、变密,最终塌缩成一个圆球,新的星系宣告降生。随后,圆球中央一个高速旋转的“大圆盘”,将星系周围的气体风卷残云般吸入其中心的巨大黑洞,由此“吞噬”进大量物质,在短短30亿年间长成了一个“大块头”。
基于直接的观测证据,孔旭教授等的研究结果表明,在宇宙的早期已经存在数量众多的大质量星系。另外,这些星系内部并没有并合的迹象存在,也就是说并合过程不是形成大质量星系的唯一途径。剑桥大学教授、美国《天体物理学报》主编RobertKennicutt博士在《自然》论文为该成果配发的评述中指出:“理论的星系形成模型受到了严重的挑战”。
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