天文学家对恒星形成星系中的氟进行了迄今为止最遥远的探测

一项新发现揭示了氟——一种在我们的骨骼和牙齿中发现的元素氟化物——是如何在宇宙中形成的。天文学家在一个如此遥远的星系中检测到了这种元素,它的光用了 120 亿年的时间才到达我们这里。这是第一次在如此遥远的恒星形成星系中发现氟。

一项新发现揭示了氟——一种在我们的骨骼和牙齿中发现的元素氟化物——是如何在宇宙中形成的。使用与欧洲南方天文台 (ESO) 合作的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列 (ALMA),一组天文学家在一个距离它如此遥远的星系中探测到了这种元素,它的光用了 120 亿年联系我们。这是第一次在如此遥远的恒星形成星系中发现氟。

“我们都知道氟,因为我们每天使用的牙膏中含有氟的形式,”英国赫特福德大学的马克西米利安弗朗哥说,他领导了这项新研究,今天发表在《自然天文学》上。像我们周围的大多数元素一样,氟是在恒星内部产生的,但直到现在,我们还不知道这种元素是如何产生的。“我们甚至不知道宇宙中哪种类型的恒星产生了大部分的氟!”

Franco 和他的合作者在遥远星系 NGP-190387 的巨大气体云中发现了氟(以氟化氢的形式),我们看到的是宇宙只有 14 亿年的时候,大约是当前宇宙的 10%年龄。由于恒星在到达生命尽头时会排出它们在其核心中形成的元素,因此这种检测意味着产生氟的恒星一定很快就存在和死亡。

研究小组认为,沃尔夫-拉叶星是最有可能产生氟的场所,它们的寿命只有几百万年,这是宇宙历史上的一个转折点。他们说,需要他们来解释团队发现的氟化氢含量。沃尔夫-拉叶星以前曾被认为是宇宙氟的可能来源,但天文学家直到现在才知道它们在早期宇宙中产生这种元素有多么重要。

“我们已经证明,沃尔夫-拉叶星是已知质量最大的恒星之一,在生命结束时会剧烈爆炸,在某种程度上帮助我们保持良好的牙齿健康!” 弗兰科开玩笑。

除了这些恒星之外,过去还提出了氟如何产生和排出的其他情景。一个例子包括质量高达太阳几倍的巨大演化恒星的脉动,称为渐近巨星分支星。但该团队认为,这些情景(其中一些需要数十亿年才能发生)可能无法完全解释 NGP-190387 中的氟含量。

“对于这个星系,仅仅用了几千万年或几亿年的时间,氟含量就可以与银河系中的恒星相媲美了,它有 135 亿年的历史。这是一个完全出乎意料的结果,”小林千明说,赫特福德大学教授。“我们的测量对氟的来源增加了一个全新的限制,这已经研究了二十年。”

NGP-190387 中的发现标志着在银河系及其邻近星系之外首次检测到氟。天文学家此前曾在遥远的类星体中发现过这种元素,这些明亮的物体由一些星系中心的超大质量黑洞提供动力。但在宇宙历史的早期,从未在恒星形成星系中观察到这种元素。

由于使用了太空和地面天文台,该团队对氟的检测是一个偶然的发现。NGP-190387 最初是由欧洲航天局的赫歇尔太空天文台发现,后来由位于智利的 ALMA 观测到,因其距离而异常明亮。ALMA 数据证实 NGP-190387 的异常光度部分是由另一个已知的大质量星系引起的,该星系位于 NGP-190387 和地球之间,非常靠近视线。这个巨大的星系放大了佛朗哥和他的合作者观察到的光,使他们能够发现数十亿年前 NGP-190387 中氟发出的微弱辐射。

未来使用极大望远镜 (ELT) 对 NGP-190387 进行的研究——欧洲南方天文台的新旗舰项目,正在智利建设中,并将于本十年晚些时候开始运营——可能会揭示关于这个星系的更多秘密。“ALMA 对寒冷的星际气体和尘埃发出的辐射很敏感,”智利 ESO 研究员 Chentao Yang 说。“借助 ELT,我们将能够通过恒星的直射光观察 NGP-190387,获得有关该星系恒星含量的重要信息。”


故事来源:

材料ESO提供。注意:内容可以根据样式和长度进行编辑。


期刊参考

  1. M. Franco、KEK Coppin、JE Geach、C. Kobayashi、SC Chapman、C. Yang、E. González-Alfonso、JS Spilker、A. Cooray 和 MJ Michałowski。z > 4 时星际介质富集的增加自然天文学, 2021 DOI: 10.1038/s41550-021-01515-9

由 Alexandra Alexander 投递,如有侵权请联系,页面网址:https://www.maamx.com/1083.html

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