意想不到的化学反应揭示了宇宙恒星工厂的秘密

瑞典查尔姆斯理工大学领导的一组科学家对早期宇宙中的两个星系进行了研究，其中两个星系拥有极其高效的恒星工厂。使用强大的望远镜将星系的光分成不同的颜色，科学家们惊讶地发现来自许多不同分子的光——在如此距离上比以往任何时候都多。研究人员相信，这样的研究可能会彻底改变我们对宇宙年轻时最活跃星系生命的理解。

当宇宙年轻时，星系与今天庄严的螺旋星系非常不同，后者充满了柔和闪耀的太阳和色彩缤纷的气体云。新恒星正在诞生，其速度比当今宇宙快数百倍。然而，其中大部分都隐藏在厚厚的尘埃层后面，这使得科学家们发现这些明星工厂的秘密成为一个挑战——直到现在。通过使用强大的望远镜研究可见的最遥远的星系，天文学家可以一睹这些工厂如何创造出如此多的恒星。

一项新的研究发表在期刊上天文学与物理学天体物理学是查尔姆斯理工大学天文学家杨辰涛领导的科学家团队，使用了NOEMA(北方扩展毫米波阵列)望远镜 前往法国，了解更多关于这些早期明星工厂如何创造出如此多明星的信息。杨和他的同事测量了早期宇宙中两个发光星系的光，其中一个被归类为类星体，并且两者都具有很高的恒星形成率。

“我们知道这些星系是巨大的恒星工厂，也许是宇宙所见过的最大的恒星工厂之一。为了弄清楚它们是如何工作的，我们测量了它们在一毫米左右波长的光，希望能收集到新的线索，”杨辰涛说。

遥远星系中戏剧性的化学反应让天文学家兴奋不已

事实证明，测量的成功超出了科学家的预期。根据他们从两个星系记录的光线，他们识别出了许多不同种类分子的痕迹。从这些星系深处，新恒星诞生的气体和尘埃云中发出许多不同波长的光。

“这是令人惊叹的色彩爆发，其色调是人眼无法看到的。但是，通过将我们的观测结果与物理和化学知识相结合，我们可以理解颜色的含义，并了解不同星系之间的差异。”ESO 和智利 ALMA 联合天文台的天文学家、研究团队。

通过分析每个星系的光谱(其光的各个颜色)，科学家们能够识别出 13 种分子，其中一些分子以前从未在如此遥远的星系中见过。每个分子都提供了有关恒星之间空间的温度、压力和密度，以及星光、辐射和物质如何相互作用的不同线索，从而提供了有关这些星系中物理和化学条件的关键新信息。

“解释信号是一个挑战。我们看到了在附近星系中很难观察到的部分电磁频谱。但由于宇宙的膨胀，来自像这样的遥远星系的光被转移到更长的波长，我们可以用射电望远镜在亚毫米范围内观察到”，杨晨涛说。