日前，美國伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校的天文學家利用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）在SPT-S J031132-5823.4（簡稱SPT0311-58）星系中檢測到了水和一氧化碳分子，這是一對在宇宙只有7.8億年歷史時看到的星系。這一探測表明，在早期恒星中的元素被鍛造后不久，分子宇宙就開始強勁發展。

這是迄今為止對早期宇宙中一個星系的分子氣體含量的最詳細研究，也是在常規恒星形成星系中對水分子的最遠探測。

SPT0311-58于2017年首次被ALMA發現，由兩個巨大的恒星形成的星系組成。它是迄今為止在“重化紀元”期間發現的最大規模的紅外發光系統。“重化紀元”發生在宇宙只有7.8億年的時候（大約是宇宙目前年齡的5%），當時第一批恒星和星系正在誕生。

這個星系是目前已知的在高紅移下質量最大的星系。高紅移星系指的是位于遙遠的宇宙深處，在宇宙還非常年輕的時候就形成的星系。與宇宙早期的其他星系相比，高紅移星系有更多的氣體和塵埃，這使天文學家有更多潛在的機會來觀察豐富的分子，并更好地了解這些創造生命的元素如何影響早期宇宙的發展。

伊利諾伊大學的博士生Sreevani Jarugula表示：“早期星系形成恒星的速度是銀河系的數千倍。研究這些早期星系的氣體和塵埃含量可以讓我們了解它們的特性，例如有多少恒星正在形成，氣體轉化為恒星的速度，星系如何相互作用以及與星際介質的相互作用，等等。”

這項研究不僅提供了關于水在宇宙中何處存在以及在多遠存在的答案，而且還引起了一個大問題。這么多的氣體和塵埃是如何在宇宙中如此早地集合起來形成恒星和星系的？為了尋求答案，天文學家需要進一步研究這些和類似的恒星形成星系，以更好地了解早期宇宙的結構形成和演變。

這些氣體和塵埃分子的形成原理或許有助于解答地球上生命起源的謎題，對這些分子持續不斷 的研究，能讓人類更加了解宇宙起源的基本過程。

該研究題為"Molecular Line Observations in Two Dusty Star-Forming Galaxies at z = 6.9"，發表在《天體物理學雜志》上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文

https://arxiv.org/abs/2108.11319

標簽： 水 宇宙 星系