早期宇宙中的大量星系揭示罕见的黑暗物质

早期宇宙中的大量星系揭示罕见的黑暗物质

发布时间:2018-05-14    浏览量:28

巨型星系SPT0311-58,大爆炸后只有7.8亿年。这种假彩色合成图像结合了近红外哈勃(绿色和蓝色)和毫米ALMA(红色)图像。大约有1000亿个太阳质量块,这个宇宙早期的星系正在与一个不太大的邻居合并,并以每年约2900太阳质量的速度产生恒星。 Marrone等人2018

南极望远镜(SPT)是南极10米直径的望远镜,在毫米波和亚毫米波作业十年; CfA是合作的机构成员。在过去的六年里,它一直在探索宇宙历史最初几十亿年中寻找星系的天空;它们被认为在这些波长处优先检测,因为它们的尘埃被年轻恒星的紫外线加热。 SPT的发现之一SPT0311-58星系经过进一步的调查,迄今为止仅在大爆炸后仅7.8亿年的一个时代。这是这个假设但以前未被发现的光学暗淡但红外发光群集中最遥远的已知情况。

CfA天文学家克里斯海沃德,马特阿什比和托尼斯塔克是SPT小组的成员,他们发现并随后跟踪了斯皮策太空望远镜,ALMA阵列,哈勃太空望远镜和双子座光学/红外望远镜。科学家们能够根据其光谱特征(包括电离碳谱线)红移的红移来确定星团的距离和时代,并且能够表征整个波长范围内的整体发射特性。 Spitzer和哈勃图像源显示存在一个前景星系,该星系充当引力透镜来放大SPT0311-58,因此极大地促进了它的检测。在高空间分辨率下的ALMA测量发现,最初的光源实际上是两个相距不到二万五千光年的星系。这意味着这两个星系正处于碰撞中。

两个星系的质量分别为近千亿和百亿太阳质量。在这个早期的宇宙演化过程中,较大的星系比任何其他已知的星系质量更大,这个星系被认为正在形成,并且非常明亮,以每年约2900太阳质量的速度产生新的恒星(比银河系快数千倍)。虽然目前的宇宙演化模型并不能排除这样的巨系统在这样早期存在,但观测的确将模型推到了极限。这些结果还意味着应该存在一个暗物质晕圈,其中包含超过1000亿个太阳质量,这是早期宇宙中应该存在的最稀有的暗物质晕圈。

出版物:D. P. Marrone等人,“宇宙历史第一亿年中大规模光晕中的银河系增长”,自然卷553,第51-54页(2018年1月4日)doi:10.1038 / nature24629

资料来源:哈佛史密松天体物理中心D. P. Marrone

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