發現早期宇宙原星系團外圍極端星暴星系聚集的觀測證據


星系團是檢驗星系形成和宇宙大尺度結構形成理論的獨特實驗室,它大質量成員星系的主體星族形成於近百億年前的高紅移(z值大過2)原星系團(protoclusters)。星系團在形成過程中不斷從宇宙網中吸積物質,理論預期在星系團外圍過渡區域會形成激波,有效增強氣體聚集甚至系係並合,從而觸發大規模的星暴活動。找到星系主體星族具體在星系團中何處形成以及如何形成的觀測證據,是刻畫星系團形成和星系形成之間關聯的關鍵,並將提供研究大尺度環境影響星系形成的重要線索。

以紫金山天文台科研人員為首的國際合作團隊利用坐落於夏威夷的占姆士·克拉克·麥士維望遠鏡(James Clerk Maxwell Telescope)亞毫米波望遠鏡,對兩個紅移為2.24的大質量原星系團BOSS1244和BOSS1542進行了深度的亞毫米波成圖觀測。這兩個原星系團的緻密程度遠超普通原星系團的預期平均值,極其罕見,它們都有可能演化成為現今宇宙中最大質量星系團。

團隊在BOSS1244和BOSS1542中分別探測到43和54個亞毫米波星系,它們的密度約為普通場環境中的接近兩倍。 這些亞毫米波星系是恆星形成率大於每年600倍太陽質量的極端星暴星系,是近鄰大質量橢圓星系的前身,其主體星族正在形成。這兩個區域中極端星暴星系的體密度為其他天區的15至30倍。如此高比例的極端星暴星系,意味著我們正在目睹大質量星系的形成。

【圖、文:節錄自中國科學院紫金山天文台網頁;新聞資訊由林景明提供】 研究全文將會刊登在2022年7月1日出版的《天體物理學報》;標題是:Spectroscopic Confirmation of Two Extremely Massive Protoclusters, BOSS1244 and BOSS1542, at z = 2.24

BOSS = Baryon Oscillation Spectroscopic Survey = 重子振盪光譜巡天星表

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