一张新的射电图像被点所覆盖,每个点都是一个遥远的星系。最亮的斑点是由超大质量黑洞提供能量的星系,在射电光线中发出明亮的光。但这张照片的特别之处在于天空中充满了无数微弱的点。这些是遥远的星系,就像我们自己的星系一样,以前从未在射电光中观察到过。
为了了解宇宙恒星形成的历史,我们需要回顾过去。在过去的130亿年里,宇宙中的星系一直在形成恒星。但大多数恒星都诞生于80亿到110亿年前,在一个被称为“宇宙正午”的时代。
对天文学家来说,研究来自这个时代的微弱光线一直是一个挑战。光学望远镜可以看到非常遥远的星系,但新恒星大多隐藏在气体的尘埃云中。射电望远镜可以透过尘埃,观察到罕见的、明亮的星暴星系,但到目前为止,它的灵敏度还不足以探测到来自遥远的类似银河系的星系的信号,而这些星系是宇宙中大多数恒星形成的原因。
一个国际天文学家小组最近利用南非射电天文台(SARAO)的MeerKAT望远镜进行了第一次无线电观测,其灵敏度足以揭示这些星系。爱博网站“为了拍摄这张图片,我们在南部天空选择了一个没有强射电源的区域,这些射电源的眩光可能会使敏感的观测结果失明,”南非开普敦SARAO的汤姆·莫奇(Tom Mauch)说,他领导的团队在《科学》杂志上发表了他们的研究结果天体物理学杂志。
该团队使用64个MeerKAT盘子观察了该区域共130个小时。由此产生的图像显示了天空的一个区域,其面积相当于五个满月,包含成千上万个星系。
“因为无线电波以光速传播,所以这张照片是一台时间机器,可以在这些遥远的星系中采样数十亿年的恒星形成,”弗吉尼亚州夏洛茨维尔国家射电天文台(NRAO)的合著者詹姆斯·康登解释说。爱博网站“因为只有不到3000万年的短命恒星才会发出无线电波,所以我们知道这张照片没有受到老恒星的污染。因此,我们从每个星系看到的射电光与该时刻的恒星形成速度成正比。”
天文学家希望利用这张图片来了解更多关于整个宇宙中恒星形成的信息。“这些初步结果表明,宇宙正午附近的恒星形成速度甚至比最初预期的要高,”弗吉尼亚大学的研究生、NRAO的Grote Reber博士研究员艾莉森·马修斯(Allison Matthews)说。“以前的图像只能探测到冰山一角,那些罕见而明亮的星系只产生了宇宙中一小部分恒星。我们现在看到的是完整的画面:这些微弱的点是形成宇宙中大多数恒星的星系。”
“直到最近几年,技术才发展到这样的程度,我们可以建造像南非MeerKAT这样宏伟的望远镜,并拥有计算能力来创建像这样的图像,并真正了解宇宙是如何形成的,”NRAO天文学家威廉·科顿补充道。“下一代仪器,平方公里阵列和下一代甚大阵列应该更加壮观。”
故事来源:
材料所提供的国家射电天文台爱博网站。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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