大爆炸6億年後行星形成氣體和塵埃被發現

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藝術家對最早星系A2744_YD4的繪圖。圖片來源:ESO/M.Kornmesser

大爆炸僅為宇宙提供了一些基本構建模組:大量氫,一些氧,還有少量其他輕元素。

形成行星和生命的所有其他元素都是由恆星燃燒創造的,這一過程會燃燒氫氣形成質量更重的元素。(其中一些最重的元素據認為需要超新星暴發才能形成。)

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一個天文學團隊利用智利北部群山之間66個攝電碟形天線構成的陣列——阿塔卡瑪大型毫米波/亞毫米波陣列(ALMA),發現了宇宙形成初期一個非常遙遠的星系A2744_YD4。

當時,它僅有現在年齡的4%。

他們吃驚地發現,該星系充滿了塵埃——大多數可能是矽、碳和鋁的微小顆粒。該團隊在3月8日發表於《天體物理學雜誌通訊》上的報告中稱,他們看到的是大爆炸之後約6億年的A2744_YD4,距離目前對宇宙第一代恆星發光時間的最佳推測僅有兩億年。

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他們推測,該星系當時在以每年20個太陽質量的速率形成恆星(今年銀河系的恆星形成速率僅為每年1個太陽質量),並在僅兩億年內形成了所有那些塵埃,該星系的恆星應該燃燒地非常熾烈與迅速。這是極重要的資訊,因為天文學家對第一代恆星非常感興趣。它們所處的時代通常被稱作“宇宙黎明”。

當時,宇宙中瀰漫的幾乎所有惰性氣體都在進行徹底的變化:它們的電子被剝離使其轉變為今天看到的電離氣體。是什麼導致這種電離過程仍不知曉,但天文學家懷疑來自第一代恆星的光是罪魁禍首。比如這個來自ALMA的研究將幫助天文學家回答當時是否有足夠恆星,以適宜的波長髮出足夠亮的光,從而形成這種變化。


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