大爆炸後僅 8 億年發現五星系合併事件,證實重元素已向星系外擴散
在宇宙早期階段,天文學家通常認為星系體型相對較小且孤立,但韋伯太空望遠鏡(JWST)近日觀測到大爆炸後僅約 8 億年,已出現至少 5 個星系一起合併的事件,證據還顯示此次碰撞將重元素擴散至星系外。
宇宙歷史早期階段發生的星系合併通常只簡單牽涉 2~3 個星系,更複雜的多星系合併、豐富氧氣產物應該直到大爆炸 10 億年後才逐漸普遍,但在韋伯太空望遠鏡收集的 JWST 先進深空星系巡天計畫(JADES)數據中,有個新發現的系統特別引人注目,涉及至少 5 個星系在緊湊區域內相互作用,被稱為韋伯五重星系(JWST's Quintet)。
雖然這幾個星系彼此相距數萬光年,但從宇宙整體來看,它們擠在異常緊湊區域內,形成恆星速率約每年 250 倍太陽質量,遠高於當時其他典型星系。
德州農工大學團隊還發現該系統被電離的氧、氫發光氣體光暈包圍,且這些氣體位於星系外側,由於氧生成於恆星爆炸過程,因此研究人員認為這種氣體豐富度與位置主要由星系合併過程的重力相互作用驅動,而非僅由星系風造成,直接證據表明星系碰撞正塑造年輕宇宙周圍環境。
隨著韋伯五重星系快速合併並耗盡氣體,越能盡快演化成後期望遠鏡發現的巨大星系,這項發現除有助解釋為何韋伯太空望遠鏡發現越來越多大質量星系,也表明多星系合併發生時間比模型預測要早得多,挑戰早期星系演化模型
新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)期刊。
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