科技日報(bào)記者 張夢然
據(jù)《天體物理學(xué)雜志》7日發(fā)表的一項(xiàng)研究，包括美國哈佛-史密森尼天體物理中心研究人員在內(nèi)的一個國際天文學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了有史以來最遙遠(yuǎn)的星系。這個名為HD1的候選星系距離我們約135億光年。
HD1出現(xiàn)在放大圖像的中心。圖片來源：研究作者及NASA、EST等。
研究團(tuán)隊(duì)提出了兩個想法：HD1可能正在以驚人的速度形成恒星，甚至可能是宇宙第一顆恒星Population III恒星的家園，或者，HD1可能包含一個超大質(zhì)量黑洞，其質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的1億倍。
論文合著者、天體物理學(xué)中心天文學(xué)家法比奧·帕庫奇說：“回答有關(guān)如此遙遠(yuǎn)星系性質(zhì)的問題可能具有挑戰(zhàn)性。這就像一艘船在遙遠(yuǎn)的岸邊，在大風(fēng)和濃霧中，從它所懸掛的旗幟中猜測它的國籍。人們可能會看到旗幟的一些顏色和形狀，但不是全部。歸根結(jié)底，這是一場分析和排除不合理場景的漫長游戲。”
HD1在紫外光下非常亮。起初研究人員假設(shè)其是一個標(biāo)準(zhǔn)的星暴星系，也就是一個正在高速創(chuàng)造恒星的星系。但在計(jì)算了HD1產(chǎn)生了多少顆恒星之后，他們發(fā)現(xiàn)HD1每年會形成100多顆恒星。這一速度簡直令人難以置信，至少比他們的預(yù)期高出10倍。
團(tuán)隊(duì)開始懷疑HD1可能不會形成通常的恒星。“宇宙中形成的第一批恒星比現(xiàn)代恒星更大、更明亮、更熱。”帕庫奇說，“如果HD1中產(chǎn)生的恒星是這些第一或第三族恒星，那么它的性質(zhì)更容易解釋。事實(shí)上，第三族恒星能產(chǎn)生比普通恒星更多的紫外線，這可闡明HD1的極紫外光度。”
然而，超大質(zhì)量黑洞也可以解釋HD1的極端亮度。當(dāng)它吞噬大量氣體時，黑洞周圍的區(qū)域可能會發(fā)射出高能光子。
如果是這樣的話，這將是迄今為止人類已知的最早的超大質(zhì)量黑洞，與目前的紀(jì)錄保持者相比，觀測到的時間更接近宇宙大爆炸。
“HD1將代表早期宇宙產(chǎn)房中的一個巨大嬰兒。” 天體物理中心的天文學(xué)家艾維·勒布說，“它的紅移是有記錄以來最高的類星體紅移的幾乎兩倍，這是一項(xiàng)了不起的壯舉。”
“從超過70萬個天體中找到HD1是一項(xiàng)非常艱巨的工作。”團(tuán)隊(duì)研究人員表示，“HD1的紅色與135億光年外星系的預(yù)期特征非常吻合。”
研究團(tuán)隊(duì)使用阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣列（ALMA）進(jìn)行了后續(xù)觀測以確認(rèn)距離，該距離比目前最遠(yuǎn)星系的記錄保持者GN-z11還要遠(yuǎn)1億光年。
他們還將使用詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡再次觀察HD1，以驗(yàn)證它與地球的距離。如果目前的計(jì)算證明是正確的，HD1將是有記錄以來最遙遠(yuǎn)、最古老的星系。
這些觀察將使研究團(tuán)隊(duì)能夠更深入地挖掘HD1的“身份”。“在大爆炸后數(shù)億年形成，HD1中的黑洞一定是從一顆巨大的種子中以前所未有的速度生長出來的。”勒布說，大自然似乎比我們更有想象力。
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