宇宙早期星系含有重元素

据美国趣味科学网站11月24日报道,詹姆斯·韦布空间望远镜揭示,来自早期宇宙的“青少年”星系含有神秘的重元素。

报道称,我们越向太空深处张望,我们看到的时间就越久远。从宇宙中一些年轻星系发出的光必须经过数十亿年的旅行,才能到达我们这里并被我们的仪器捕捉到,其中包含着来自宇宙黎明的丰富信息。这光不仅能说明我们从哪里来,还能说明我们可能往哪里去。

为了解早期宇宙中几个“青少年”星系的演变,美国西北大学领导的一个天体物理学家团队检查了詹姆斯·韦布空间望远镜的数据。该望远镜凝视着宇宙大爆炸后20亿至30亿年间形成的区域。

报道指出,这些观测带来一些让人感到有趣和惊讶的发现。

具体来说,研究团队分析了“利用星际极光中的电离线约束化学演化”(CECILIA)测量的结果,发现这些星系不仅比预期的要热,而且似乎含有重元素,比如镍。

研究人员对33个遥远的星系连续观察30小时。然后,他们将从其中23个星系收集的光的波长结合起来,生成一张有关这些星系结构内部情况的合成图——这些光谱为了解它们的平均温度和可能潜伏其中的元素提供了线索。

该研究第一作者、西北大学物理学和天文学助理教授艾莉森·斯特罗姆在一份声明中说:“这虽然抹掉了单个星系的细节,但让我们更好地了解普通星系。它还能让我们看到更微弱的特征。”

报道称,这张星系合成图包含8种可识别的元素:氢、氦、氮、氧、硅、硫、氩和镍。其中较轻的元素是意料之中的,但在元素周期表中比铁还重的镍的出现还是让人有些意外。

斯特罗姆说:“我做梦也没想到会看到镍。”

即使在更古老的邻近星系中也很少观察到镍,尽管那里经历了多个恒星生命周期,意味着发生过多轮超新星爆发,有机会合成重元素并扩散到整个星系。

斯特罗姆说:“从来没有人说过可以观察到镍。元素必须在气体中发光才能让我们看到。所以,能让我们看到镍,那些星系中的恒星也许有一些独特的东西。”

斯特罗姆认为,在这些早期星系中观测到的较高温度可能与它们奇怪的化学成分有关。

他说:“归根结底,我们看到更高的特有温度只是它们不同化学DNA的另一种表现,因为星系中气体的温度和化学性质有内在的联系。”

原标题:宇宙早期星系含有重元素