开启全新理解！科研人员发现遥远星暴星系原位核球形成机制

　　 记者从中国科学院紫金山天文台获悉，该天文台联合法国替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心、日本东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所等研究机构，首次发现遥远早期宇宙星暴星系中心通过强烈的恒星形成活动直接形成原位核球的确凿证据，开启了对宇宙星系形成过程的全新理解。该研究成果北京时间12月5日在国际学术期刊《自然》在线发表。

　　据了解，当前宇宙中的星系依形态大致分为两类：有明显旋臂结构的盘状旋涡星系和整体呈近圆形或椭圆形且中心亮、边缘渐暗的椭圆星系。研究显示，无论形态如何，大多数星系的中心都有一个恒星密集区域——核球，核球与盘的比例决定了星系的整体形态。核球到底是通过星系的并合形成？还是星系自身演化原位形成？之前的相关理论研究普遍倾向于前者，但如何从观测上验证这些理论仍是一大挑战。

　　研究人员通过主要基于阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波干涉阵（ALMA）档案数据自动挖掘项目获得的高空间分辨率、高灵敏度数据，系统精确地测量了一批亚毫米波辐射非常明亮的早期宇宙大质量星暴星系的尘埃连续谱辐射分布特征。

　　一系列研究结果表明，早期宇宙星暴星系中极端活跃的恒星形成活动可能导致星系中心区域恒星质量的快速积累，进而促进原位核球结构的形成。进一步采用先进的宇宙流体动力学模拟的结果显示，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积流入和星系相互作用（非星系并合）所触发的剧烈恒星形成活动很可能是导致这些星系原位核球结构形成的主要原因，而这一时期也被认为是大多数星系核球结构形成的关键时期。

　　本项研究通过亚毫米波段的独特视角，结合创新的分析技术，为探究早期宇宙星暴星系核球结构的形成及演化提供了至关重要的观测证据，同时为当前宇宙中巨型椭圆星系的形成机制研究带来新启示，有望重新定义星系形成机制，对星系形成和演化理论的研究产生深远影响。

　　未来，随着更为先进的亚毫米波和毫米波干涉阵设备和新一代空间望远镜（如中国巡天空间望远镜）的应用，科学家们有望获得早期宇宙星系形成的更完整图景，进一步深化人类对整个宇宙演化的理解。

　　△早期宇宙星暴星系中原位核球形成过程及其与当前宇宙椭圆星系间可能演化关系的示意图

　　左侧是三个样本星系的詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）观测的三色合成图像（蓝、绿、红色分别对应1.15微米、2.77微米和4.44微米观测数据）和ALMA观测的中心区域亚毫米波辐射分布图像。图中还展示了星系三维平均形状参数的分类（坐标表示星系两个短轴B和C与长轴A之比）：早期宇宙星暴星系全部样本（绿色椭圆）、亚毫米波辐射分布紧凑子样本（橙色椭圆）和延展子样本（蓝色椭圆），对比近邻宇宙椭圆星系（红色椭圆）和旋涡星系（紫色和青色螺旋）。

　　（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）