天文學家發現宇宙大爆炸後僅6億年的恒星形成和毀滅地點

ALMA對MACS0416_Y1星雲的觀測，該星雲包含了迄今所見的最遙遠的恒星形成區域和恒星死亡的地點(圖片來源:uux.cn/LMA (ESO/NAOJ/NRAO)，Y. Tamura等人)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（羅伯特·李）：天文學家已經確定了有史以來最遙遠的恒星誕生和死亡地點。
該區域位於被稱為星雲的星際氣體和塵埃雲中，該星雲也位於距離地球約132億光年的星係中。這告訴我們，這個區域在大爆炸後大約6億年才被看到。
當恒星達到其內在核聚變過程中使用的燃料供應的終點時，其內核就會崩潰，而其外層則會向外爆發，這就是所謂的超新星。這些超新星爆炸將恒星在其一生中形成的元素擴散到恒星周圍。這些元素形成了被稱為星雲的巨大氣體雲，在星雲中，寒冷、密度過高的區域坍縮成誕生恒星。這意味著這些元素成為下一代恒星的基石，因此超新星殘骸可以揭示恒星再循環發生的區域。
因此，最近在遙遠的星際星雲中發現的恒星搖籃和墳墓可以幫助天文學家更好地理解宇宙早期存在的大質量星雲中的恒星生命周期。
名古屋大學科學家Yoichi Tamura領導的一個天文學家小組利用位於智利北部阿塔卡馬沙漠地區的阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列(ALMA)進行了新的觀測。
該團隊之前已經觀察過這個遙遠的早期星雲，捕捉到了通過氧氣和塵埃發出的無線電波。這種物質的分布可以揭示恒星誕生和死亡的地點是如何分布在星際雲中的，但當時，該團隊沒有觀察整個星雲結構所需的分辨率。
然而，當研究人員放大MACS0416_Y1並與ALMA一起觀察了28小時後，情況發生了變化。
這個漫長的過程揭示了星雲中的塵埃和氧氣排放區域在避免緊密接觸的同時相互纏繞。這可能是星雲內新形成的恒星發出的強烈紫外線輻射從周圍氣體的原子中高能剝離電子的結果，這一過程稱為電離。
測量星雲中氣體的運動也向天文學家展示了這是一個許多恒星可能在質量簇中一起誕生的環境。
除此之外，研究小組在星雲的塵埃主導區域發現了一個巨大的空洞，看起來大約有1000光年寬。這個空洞可能是一個超級氣泡，或者是星雲中的一個大洞，已知會出現在大質量恒星共存的區域。
恒星越大，它燃燒核聚變燃料的速度就越快，最終在死亡時引發更大規模的超新星爆炸。如果這些超新星爆炸重複發生，它們可能會清除附近的氣體和塵埃，並產生那些超級氣泡空洞，就像該團隊發現的那樣。
這意味著，雖然星雲中交織的氣體卷須代表著恒星誕生的地點，但同一大質量物質雲中的這個大空洞可能意味著大規模的恒星死亡——使這個遙遠的星雲既是恒星的搖籃，也是恒星的墳墓。
在一個132億年前存在於138億年前的宇宙中的古老星係中發現一個星雲的結構不是一件簡單的事情，即使對於像ALMA這樣強大的儀器來說也是如此。
研究小組成員、築波大學天文學家橋本拓也在一份聲明中說:“這相當於從東京看到的富士山山頂上相距3厘米的兩隻螢火蟲發出的極其微弱的光，並且能夠區分這兩隻螢火蟲。”
該小組打算繼續這項工作，用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡和即將在阿塔卡馬沙漠建造的超大型望遠鏡進行進一步觀測。
該小組的研究發表在7月13日的《天體物理學雜誌》上。