這是迄今發現最早的合併星系

2021-01-10 天文在線

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簡介：B14-65666是 正在合併的兩個星系，距地球130億光年，位於六分之一星座，它是130億年前合併的兩個星繫結合體，只能被觀測到紫外光譜，通過哈勃望遠鏡觀測到碳氧塵埃的無線電波輻射，它還處於演化的最初階段。

合併星系的可證實例：B14-65666

星系的合併並不罕見，反而是一個重要的事件，重要之處正是在於星系的合併不僅涉及到星系的進化歷程，還讓科學家對此有跡可循。如今，天文學家使用ALMA（阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列）找到了合併星系最早的例子。

接受測試中的三架ALMA原型天線。-維基百科

B14-65666是一對人們正在熱議的合併星系，這個數字編號看似無釐頭，事實上是一種科學記名。這個「物體」位於距離地球130億光年之外的六分儀座，也就是說，我們所看到的光是130億年前，宇宙誕生不久後發出的。

這不是B14-65666的首次發現，在此之前，哈勃望遠鏡就觀測到了該天體，只不過觀測到的是兩個獨立的星體。但是研究小組使用世界上最靈敏的射電望遠鏡ALMA的觀測結果表明，該物體實際上是130億年前的兩個合併星系。

這些新的觀測結果發表在2019年6月18日的日本天文學會出版物上，這篇論文的題目是Big Three Dragons』: a z = 7.15 Lyman Break Galaxy Detected in [OIII] 88 um, [CII] 158 um, and Dust Continuum with ALMA.這項研究的主要作者是來自日本早稻田大學的橋下徹（Takuya Hashimoto）。

ALMA的貢獻：三種無線電波

由於哈勃看物體僅限於紫外線光譜，在這種限制下，天體似乎是兩個星團，一個在東北，一個在西南。 但是，當橋下徹和他的團隊使用ALMA觀測該物體時，他們看到了其他東西——化學元素的「指紋」。

ALMA能夠檢測到物體發射出的碳，氧和灰塵的無線電波， 這三個信號是解鎖物體本質的關鍵。

B14-65666確實有兩部分，但是ALMA的觀測無疑是錦上添花。 結果表明，雖然是兩個獨立的個體，但它們形成了一個系統。各個大團氣體以不同的速度運動是它們是合併星系的證據。

經過藝術加工的B14-65666 圖像 Credit: NAOJ.

橋下徹在一份新聞稿中解釋道：「通過分析ALMA和HST提供的豐富數據，我們可以從中得知B14-65666是宇宙最早的一對合併中的星系。對於如此迢遙的星體，ALMA都能探測到它的三種無線電波，這也說明ALMA有能力研究更遙遠的宇宙。」

根據這項研究，該物體現在是星系合併的最早已知實例。 研究人員還估計，B14-65666的恆星總質量不到銀河系質量的10％。因為它的古老，這也意味著B14-65666處於其演化的最初階段。

儘管年輕，但這並不影響它在恆星形成方面的活躍程度，甚至比銀河系活躍得多。ALMA觀測發現了塵埃中的高溫和高亮度，作者解釋說，這可能是由於活躍恆星形成產生非常強大的紫外線輻射的結果。活躍的恆星形成是合併星系的另一個跡象，因為相互碰撞的星系會經受大量的氣體壓縮，從而觸發恆星形成的爆發。 正如作者在論文中所說：「……我們認為B14-65666是由大合併引起的星爆星系。」

這是 B14-65666的合成圖像. 紅色的是塵埃，綠色的是氧氣，藍色的是碳元素，零星的白點是哈勃望遠鏡拍到的恆星Image Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et al.

早稻田大學教授井尾明雄說：「下一步，是尋找氮和另一種主要化學元素，甚至是一氧化碳分子，我們最終的目標是希望在銀河系形成和演化的背景下了解元素和物質的循環與積累。」

銀河系：也經歷過合併

星系的合併是星系進化的重要組成部分。通常情況下，較大的星系會吞噬較小的星系，而小型星系可以合併形成較大的星系，儘管這種情況很少見。銀河系之所以規模如此巨大，正是因為經歷過合併。

在2018年的一篇論文中，天文學家基於一個世紀的觀測結果提供了證據，這些觀測結果表明銀河系中包含著來自不同星系的恆星。 大約在一百億年前，銀河系與另一個星系相撞，在銀河系內部的光暈中留下了許多恆星。 該論文的作者認為，這些恆星來自一個與小麥哲倫星雲差不多大小的星系。

在大約45億年中，銀河系將與仙女座星系相撞並合併，由此產生的星系可能被稱為Milkdromeda。 而現在，銀河系正在與小型幽靈星系——唧筒座2（Ant2）合併或吞噬。

這張圖表示的是唧筒座2，銀河系，大麥雲的位置關係

後期的研究計劃

該研究者們認為，就像我們的銀河系一樣，在「物體」的過去和未來中可能存在更多未被發現的合併。 他們在論文中說：「儘管我們目前的數據未顯示B14-65666附近存在伴星，但未來的ALMA數據可能會揭示B14-65666附近的伴星系。」 他們還總結出，該物體是後續觀察的主要對象， 「鑑於豐富的可用數據和空間擴展的性質，B14-65666是ALMA和詹姆斯·韋伯空間空望遠鏡進行後續觀測的最佳目標之一。」

作者： Evan Gough

FY: Suda

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