早期宇宙中大量星系的观测揭示了稀有的暗物质光环

时间：2022-01-27 11:25:02 来源：

巨大的银河系SPT0311-58，距大爆炸仅7.8亿年。此伪彩色合成图像将近红外哈勃（绿色和蓝色）和毫米ALMA（红色）图像组合在一起。这个星系的质量约为1000亿太阳质量，因此在很早的宇宙中就与一个质量较小的邻居合并，并以每年约2900个太阳质量的速度产生恒星。Marrone等。2018

南极望远镜（SPT）是南极的直径为10米的望远镜，已经在毫米波和亚毫米波上运行了十年。 CfA是合作的机构成员。在过去的六年中，它一直在调查天空，以寻找宇宙历史的前几十亿年中的星系。由于它们的尘埃已被年轻恒星的紫外线加热，因此被认为在这些波长下优先被检测到。SPT的一项发现，即星系SPT0311-58，经过进一步的调查，发现距大爆炸仅7.8亿年的时代。这是这种假定但以前未发现的光学暗淡但红外发光的簇的最远的已知情况。

CfA天文学家克里斯·海沃德（Chris Hayward），马特·阿什比（Matt Ashby）和托尼·史塔克（Tony Stark）是SPT小组的成员，他们进行了这项发现，随后又进行了斯必泽太空望远镜，ALMA阵列，哈勃太空望远镜和双子座光学/红外望远镜的跟进。科学家能够从其光谱特征的红移（包括一条电离的碳线）确定该簇的距离和历元，并在更宽的波长范围内表征总体发射特性。该源的Spitzer和Hubble图像揭示了前景星系的存在，该星系充当引力透镜以放大SPT0311-58，因此极大地促进了其探测。在高空间分辨率下进行的ALMA测量发现，原始源实际上是两个星系，相距不到2.5万光年。这意味着这两个星系正处于碰撞之中。

两个星系的质量分别接近千亿和一百亿太阳质量。在宇宙演化的这个早期阶段，较大的恒星比任何其他已知星系都要大，在这个时期，许多星系被认为是刚刚形成，并且非常明亮，以每年约2900个太阳质量的速度制造出新恒星。（比银河系快数千倍）。尽管当前的宇宙演化模型并未排除如此庞大的系统在这么早的时间内就存在的现象，但观察结果确实将模型推向了极限。结果还暗示，在早期宇宙中应该存在的最稀有的暗物质晕圈中，应该存在一个暗物质晕圈，其太阳质量超过1000亿。

出版物：D.P. Marrone等人，“宇宙历史的第一个十亿年中大量光晕中的银河系增长”，《自然》卷553，第51-54页（2018年1月4日）doi：10.1038 / nature24629

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