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中国天文学家在“化石星系”中发现一氧化碳气体

  新华社南京12月14日电(记者王珏玢)记者14日从南京大学获悉,由国内多名天文学者组成的团队在一项最新研究中,首次在一个诞生于宇宙产生初期的“化石星系”中发现了一氧化碳气体。这一发现,为探索早期宇宙恒星的形成提供了新的重要依据。科研人员认为,在宇宙诞生之初,恒星也很可能形成于分子气体。

  所谓“化石星系”,是指形成于宇宙早期但随后很少演化的星系。通常认为,这些星系诞生于宇宙产生初期,它们至今具有非常低的金属含量,与宇宙早期环境十分类似。研究“化石星系”,对理解宇宙第一代恒星和星系的形成,都具有重要意义。

  本次研究领导者、南京大学天文与空间科学学院教授施勇说,科学家普遍认为,现在的恒星,比如人们熟知的太阳,是由分子气体云在引力作用下向内塌缩而形成的。当冷却到接近绝对零度的极低温度,分子气体逐渐收缩,内部压强小于气体本身的万有引力,就会最终形成高密度的气体球:恒星。但在宇宙诞生之初,恒星是怎样形成的?是与今天的机制类似,还是直接形成于温度更高的电离或原子气体?这一直是科学界悬而未决的难题。

  寻找早期恒星形成于分子气体的证据,首先要在“化石星系”中找到分子气体的标志:一氧化碳气体。过去十几年来,国际上多个科研团队已经使用不同望远镜在“化石星系”中搜寻一氧化碳,但都没有成功。

  2014年起,施勇教授团队也与中科院上海天文台研究员王均智、中科院紫金山天文台研究员高煜等,一起开展一氧化碳气体搜寻工作。今年3月,研究团队申请获得了西班牙毫米波射电天文所(IRAM)30米口径毫米波望远镜60个小时的观测时间。经过近10天的观测,科研人员成功在一个名为DDO70的“化石星系”中探测到一氧化碳气体。这也是国际上首次在“化石星系”中发现一氧化碳气体。这一发现,直接证明了“化石星系”中存在冷分子气体,科研人员推断,在宇宙形成早期,“化石星系”中的恒星也与今天类似,形成于分子气体的塌缩。

  该研究成果已于近日发表在《自然·通讯》。

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