在早期宇宙中发现孤独星系

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  3C 297距离我们约92亿光年,位于室女座,它拥有一个类星体、活跃星系核,还有一个超大质量黑洞在星系中心吸入气体并发出强大的物质喷流,以上环境显示3C 297具有星系团的主要特征,这些巨大的结构通常包含数百甚至数千个星系,但这个星系却是孤立的。即我们预计至少会看到十几个与银河系大小差不多的星系,但只看到了一个,钱卓拉X射线天文台和双子星天文台一起得出的结果可能会突破天文学家对星系在早期宇宙中生长速度的限制。

  研究团队在钱卓拉X射线数据中,看到了星系团的两个关键特征。首先,X射线数据显示,这个孤独的星系被大量的气体所包围,其温度高达数千万度,这在星系团中很常见。其次,超大质量黑洞的喷流在大约14万光年外产生了强烈的X射线源,这表示它已经进入了该星系周围的气体。之前在Karl G. Jansky甚大天线阵(VLA)数据中报道过,3C 297星系团的第三个特征是其中一个无线电喷流是弯曲的,这表示它与周围环境发生了交互作用。

3C 297及其环境的X射线、无线电和光学合成影像。紫色:钱卓拉、红色:VLA、绿色:双子星、蓝色:哈勃可见光、橙色:哈勃红外数据。图片来源:NASA / CXC / University of Torino / Missaglia et al. / ESA / STScI & International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / NRAO / AUI / NSF
图说:3C 297及其环境的X射线、无线电和光学合成影像。紫色:钱卓拉、红色:VLA、绿色:双子星、蓝色:哈勃可见光、橙色:哈勃红外数据。图片来源:NASA / CXC / University of Torino / Missaglia et al. / ESA / STScI & International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA / NRAO / AUI / NSF

  但来自双子星天文台的新数据显示,在光学影像中出现在3C 297附近的19个星系,只是在二维平面中接近3C 297,但实际上它们与3C 297的距离相差甚远,这个奇特的类星体星系确实是孤独的。原本应该在其中的所有星系到底发生了什么?研究团队认为可能来自于一个大星系的引力,加上星系之间的相互作用太强,导致它们与大星系合并。因此,研究人员认为3C 297不再是一个星系团,而是一个化石星系群(fossil group),这是巨型星系团合并的结果。

  虽然之前已经发现许多其他的化石星系群,但3C 297是迄今发现最早的化石星系群,要解释宇宙如何在大爆炸后仅46亿年就能创造出这个系统深具挑战,这并没有打破我们对宇宙学的看法,但它推动了星系和星系团形成速度的极限,需要重新思考星系团的完全合并是如何展开的。相关研究成果发表于《The Astrophysical Journal》期刊上。(编译/台北天文馆赵瑞青)

资料来源:SCI NEWS

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