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发现的最古老星系团正在揭示早期宇宙

探索最早的星系原团,揭示早期星系团和宇宙历史的秘密。了解更多!

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研究数据的渲染图。蓝色阴影显示了估计的原团范围,小方框显示了他们在原团中观测到的星系图像。来源:NAOJ/Harikane 等人。

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星系和暗物质在我们宇宙中像巨大的宇宙网一样延伸。它们在一些区域聚集,在其他区域留下空洞。

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但星系团在宇宙历史的早期何时开始形成仍然未知。现在,研究人员在一个新的《天体物理学杂志》的论文中报告说,他们发现了最遥远、最早的星系原团的例子,这是一个正在开始聚集的星系群,距离我们约 130 亿光年。这一罕见的发现可能会增加天文学家对当今星系团如何以及何时形成以及星系周围环境如何影响其演化的理解。

该研究的首席作者、日本国立天文台的 Yuichi Harikane 在一封电子邮件中说:“通过研究作为星系团祖先的原团,我们可以研究星系团何时以及如何形成和演化。”

为了理解构成我们宇宙的大尺度结构,Harikane 的团队深入太空进行了观测。由于光线需要时间才能从遥远的星系传播过来,因此研究更遥远的星系意味着我们看到的是它们在很久以前的样子。

婴儿照片

Harikane 的团队结合了多台望远镜的观测结果,创建了两个遥远太空区域的星系三维地图。这两个区域都离我们如此之远,以至于它们的光需要数十亿年才能到达地球。其结果是看到了遥远过去星系的样子。

其中较远的那个距离我们约 130 亿光年,让我们得以一窥宇宙仅有约 8 亿年历史时的情景。

每个三维地图都显示了预期的大尺度结构。星系并非均匀分布在整个空间中,有些区域的星系比其他区域多。特别是,这两个区域都有一个比绘制空间其余部分更密集的星系群。

这些星系群是当今星系团的开端的有力线索来自暗物质的计算机模拟,暗物质是构成宇宙质量的大部分不可见物质。构成星系(以及星系团)的发光恒星和气体被巨大的暗物质云包围,称为暗物质晕。

该团队将他们观测到的密集星系团与暗物质在宇宙中随时间聚集的计算机模拟进行了比较。这些密集星系区域显示出与模拟中最终发展成我们当前宇宙中常见的星系团暗物质晕的聚集体相似之处。

研究人员得出结论,他们看到的密集星系团可能是这些星系团的前身,即星系原团。这使得他们研究的两个星系团中,较远的一个成为有史以来发现的最早的星系原团——也就是我们今天看到的星系团的“婴儿照片”。

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对不同年龄的星系团和原团进行此类研究可能有助于天文学家弄清楚星系的童年环境如何影响它们的演化和特性。有证据表明,在现代宇宙中,致密星系团中的星系比稀疏环境中的星系形成恒星的活动要少。但在星系团生命的早期阶段,情况并非如此。

这些线索还告诉我们,我们的宇宙是如何以及何时变成今天这个团块状的宇宙网的。

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