132亿年前的“超高温恒星工厂”被发现！到底有多厉害？

根据一项近日发表在《皇家天文学会月刊》上的新研究，132亿年前的“超高温恒星工厂”被发现，其恒星形成率远超银河系，下面我们来看看这具体是怎么回事。

当我们看到某个物体时，其实看到的是它过去时的样子，这是因为光速是有限的，任何物体发出的光，都需要一定的时间才能传到我们的眼睛，在日常生活中，这种延迟极为微小，完全可以忽略不计，但在宇宙尺度上，情况却完全不一样。

我们知道，宇宙中的距离动辄就是以光年计，而1光年就是光在宇宙空间中直线传播1年距离，所以当我们看到1光年外的天体时，其实是它在1年前的样子，100光年外的天体，就是它在100年前的样子……

实际上，此次发现的“超高温恒星工厂”，是一个名为“MACS0416 Y1”的星系，观测数据表明，它在天空中位于波江座方向，距离我们大约132亿光年，而这也就意味着，它发出的光经历了大约132亿年的时间才抵达地球，所以我们现在看到的，其实是它在132亿年前的样子。

根据介绍，在此之前，韦伯望远镜（JWST）已经在红外波段对“MACS0416 Y1”进行了观测，并捕捉到了其内部电离气体的微弱信号，暗示了其中存在尘埃，然而仅凭红外波段，却无法准确揭示其内部的热力学性质。

为了更加深地了解“MACS0416 Y1”，此次研究使用了位于智利高海拔沙漠中的“阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列”（ALMA），对其进行了高灵敏度成像。

与韦伯望远镜不同的是，ALMA观测的是波长更长的无线电波，而这正是探测被星光加热的冷尘埃热辐射的最佳波段。

观测结果表明，“MACS0416 Y1”在亚毫米波段表现出异常的高亮度，经过黑体辐射模型的拟合，科学家惊讶地发现，该星系内部尘埃的平均温度居然高达90K。

科学家指出，这是一个异常高的数值，远远超过理论上的平均水平（30-50K），而这也就意味着，那里的尘埃沐浴在某种强烈的辐射场中。具体是什么呢？此次研究给出的答案是，这是一种被称为“星暴”（Starburst）的爆发式恒星形成活动。

在这种情况下，“MACS0416 Y1”中密集诞生的巨大而年轻的恒星，会释放出非常强烈的短波辐射，进而导致了该星系内部尘埃的平均温度远远超过了理论值，也正是因为如此，这个星系才被称为“超高温恒星工厂”（Superheated star factory ）。

为了搞清楚“MACS0416 Y1”的“星暴”到底有多厉害，科学家利用现有的观测数据建立起了理论模型，结果发现，“MACS0416 Y1”每一年新形成的恒星总质量，至少相当于太阳质量的180倍，作为对比，我们银河系每年新形成的恒星总质量，大约只有太阳质量的1至4倍……

科学家指出，此次发现表明，早期宇宙中星系的“成长”并不总是平稳的，在有些时候，它们也可能出现短暂而剧烈的“星暴”，在极短时间内迅速积累大量恒星质量，而这种突发式增长，就为我们解释“为何在宇宙诞生不久就能看到质量巨大的星系”这个问题，提供了重要线索。

之所以说是“重要线索”，是因为我们现在并不知道这样的“超高温恒星工厂”在早期宇宙中有多普遍。就目前的情况来看，相关的研究仍在进行之中，期待在未来的日子里，科学家能更清晰地描绘出早期宇宙到底是什么样子。

参考资料：A warm ultraluminous infrared galaxy just 600 million years after the big bang， Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 544, Issue 2, Pages 1502–1513, doi.org/10.1093/mnras/staf1714