Tin tức Vũ trụ TV

ALMA phát hiện ra đĩa quay khổng lồ trong vũ trụ sơ khai

Ngày:
Th5 21, 2020
Tóm lược:

Trong vũ trụ 13,8 tỷ năm tuổi của chúng ta, hầu hết các thiên hà như Dải Ngân hà của chúng ta hình thành dần dần, đạt đến khối lượng lớn tương đối muộn. Nhưng một khám phá mới được thực hiện với Atacama Large Millimét / Subillim Array (ALMA) của một thiên hà đĩa quay khổng lồ, được thấy khi vũ trụ chỉ bằng mười phần trăm thời đại hiện tại, thách thức các mô hình truyền thống của sự hình thành thiên hà.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Ấn tượng nghệ sĩ về Wolfe Disk, một thiên hà đĩa quay khổng lồ trong vũ trụ bụi bặm thời kỳ đầu. Thiên hà ban đầu được phát hiện khi ALMA kiểm tra ánh sáng từ một quasar ở xa hơn (phía trên bên trái).
Tín dụng: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello
Ấn tượng nghệ sĩ về Wolfe Disk, một thiên hà đĩa quay khổng lồ trong vũ trụ bụi bặm thời kỳ đầu. Thiên hà ban đầu được phát hiện khi ALMA kiểm tra ánh sáng từ một quasar ở xa hơn (phía trên bên trái).
Tín dụng: NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello

Trong vũ trụ 13,8 tỷ năm tuổi của chúng ta, hầu hết các thiên hà như Dải Ngân hà của chúng ta hình thành dần dần, đạt đến khối lượng lớn tương đối muộn. Nhưng một khám phá mới được thực hiện với Atacama Large Millimét / Subillim Array (ALMA) của một thiên hà đĩa quay khổng lồ, được thấy khi vũ trụ chỉ bằng mười phần trăm thời đại hiện tại của nó, thách thức các mô hình truyền thống của sự hình thành thiên hà. Nghiên cứu này xuất hiện vào ngày 20 tháng 5 năm 2020 trên tạp chí Nature .

Galaxy DLA0817g, biệt danh là Đĩa Wolfe theo tên nhà thiên văn học quá cố Arthur M. Wolfe, là thiên hà đĩa quay xa nhất từng được quan sát. Sức mạnh vô song của ALMA đã làm cho nó có thể nhìn thấy thiên hà này quay với 170 dặm (272 km) mỗi giây, tương tự như thiên hà Milky Way của chúng ta.

Marcel Neeleman của Max Planck tại Viện thiên văn học ở Heidelberg, Đức cho biết: “Trong khi các nghiên cứu trước đây ám chỉ sự tồn tại của các thiên hà đĩa giàu khí quay đầu tiên này, nhờ ALMA, giờ đây chúng ta có bằng chứng rõ ràng rằng chúng xảy ra sớm nhất là 1,5 tỷ năm sau Vụ nổ lớn”.

Đĩa Wolfe hình thành như thế nào?

Việc phát hiện ra đĩa Wolfe cung cấp một thách thức cho nhiều mô phỏng hình thành thiên hà, dự đoán rằng các thiên hà khổng lồ vào thời điểm này trong quá trình tiến hóa của vũ trụ đã phát triển thông qua nhiều sự hợp nhất của các thiên hà nhỏ hơn và các khối khí nóng.

Neeleman giải thích: “Hầu hết các thiên hà mà chúng ta tìm thấy sớm trong vũ trụ trông giống như xác tàu hỏa vì chúng trải qua sự hợp nhất nhất quán và thường là” bạo lực “. “Những sự hợp nhất nóng này gây khó khăn cho việc hình thành các đĩa quay lạnh, có trật tự như chúng ta quan sát trong vũ trụ hiện tại của chúng ta.”

Trong hầu hết các kịch bản hình thành thiên hà, các thiên hà chỉ bắt đầu hiển thị một đĩa được hình thành tốt vào khoảng 6 tỷ năm sau Vụ nổ lớn. Việc các nhà thiên văn học tìm thấy một thiên hà đĩa như vậy khi vũ trụ chỉ bằng mười phần trăm so với tuổi hiện tại của nó, cho thấy các quá trình tăng trưởng khác phải chiếm ưu thế.

“Chúng tôi nghĩ rằng Wolfe Disk đã phát triển chủ yếu thông qua việc tích tụ khí lạnh đều đặn”, J. Xavier Prochaska, thuộc Đại học California, Santa Cruz và đồng tác giả của bài báo cho biết. “Tuy nhiên, một trong những câu hỏi còn lại là làm thế nào để lắp ráp một khối khí lớn như vậy trong khi vẫn duy trì một đĩa quay tương đối ổn định.”

Hình thành sao

Nhóm nghiên cứu cũng sử dụng Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) của Quỹ Khoa học Quốc gia và Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA để tìm hiểu thêm về sự hình thành sao trong Đĩa Wolfe. Trong các bước sóng vô tuyến, ALMA đã xem xét các chuyển động và khối lượng của khí và bụi nguyên tử trong khi VLA đo lượng khối lượng phân tử – nhiên liệu để hình thành sao. Trong ánh sáng tia cực tím, Hubble quan sát các ngôi sao lớn. Tỷ lệ hình thành sao trong Đĩa Wolfe cao hơn ít nhất mười lần so với trong thiên hà của chúng ta. Nó phải là một trong những thiên hà đĩa năng suất cao nhất trong vũ trụ sơ khai.

Một thiên hà ‘bình thường’

Đĩa Wolfe được ALMA phát hiện lần đầu tiên vào năm 2017. Neeleman và nhóm của ông đã tìm thấy thiên hà khi họ kiểm tra ánh sáng từ một quasar ở xa hơn. Ánh sáng từ quasar được hấp thụ khi nó đi qua một bể chứa khí hydro khổng lồ bao quanh thiên hà – đó là cách nó tự tiết lộ. Thay vì tìm kiếm ánh sáng trực tiếp từ các thiên hà cực kỳ sáng nhưng hiếm hơn, các nhà thiên văn học đã sử dụng phương pháp ‘hấp thụ’ này để tìm kiếm các thiên hà mờ hơn và các thiên hà ‘bình thường’ hơn trong vũ trụ sơ khai.

Neeleman kết luận: “Việc chúng tôi tìm thấy Đĩa Wolfe bằng phương pháp này cho chúng tôi biết rằng nó thuộc về quần thể thiên hà bình thường có mặt ở thời kỳ đầu. Khi những quan sát mới nhất của chúng tôi với ALMA cho thấy đáng ngạc nhiên rằng nó đang quay, chúng tôi nhận ra rằng các thiên hà đĩa quay sớm không hiếm như chúng tôi nghĩ và sẽ có rất nhiều trong số chúng ngoài đó.”

Quan sát này cho thấy sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ được tăng cường như thế nào với độ nhạy tiên tiến mà ALMA mang lại cho thiên văn vô tuyến. ALMA cho phép chúng ta thực hiện những phát hiện mới, bất ngờ với hầu hết mọi quan sát.


Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. Marcel Neeleman & J. Xavier Prochaska, et al. Một đĩa lạnh, khổng lồ, xoay tròn 1,5 tỷ năm sau vụ nổ lớn . Thiên nhiên , 2020 DOI: 10.1038 / s41586-020-2276-y

Bài viết liên quan

Bài viết mới