开启全新理解：我国科学家领衔发现遥远星暴星系原位核球形成机制
IT之家 12 月 6 日消息，中国科学院紫金山天文台联合国际团队，首次发现遥远早期宇宙星暴星系中心通过强烈的恒星形成活动直接形成原位核球的确凿证据，开启了对宇宙星系形成过程的全新理解。
项目团队介绍
该项目由中国科学院紫金山天文台领衔，联合法国替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心（CEA Paris-Saclay）、日本东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所（Kavil IPMU/ UTokyo）等机构，基于大样本亚毫米波观测数据，发现了这个证据。
该研究成果以“In situ spheroid formation in distant submillimetre-bright galaxies”为题于 12 月 5 日在线发表于《自然》。
项目背景
当前宇宙中的星系依形态大致分为两类：有明显旋臂结构的盘状旋涡星系和整体呈近圆形或椭圆形且中心亮、边缘渐暗的椭圆星系。
研究显示，无论形态如何，大多数星系的中心都有一个恒星密集区域 —— 核球，核球与盘的比例决定了星系的整体形态。
星系核球结构与椭圆星系有很多相似之处，除了形态还包括它们的形成机制之谜：是通过星系的并合形成？还是星系自身演化原位形成？之前的相关理论研究普遍倾向于前者，但从观测上验证这些理论仍是一大挑战。
项目简介
研究人员通过主要基于阿塔卡马大型毫米波 / 亚毫米波干涉阵（ALMA）档案数据自动挖掘项目（A3COSMOS 和 A3GOODSS）获得的高空间分辨率、高灵敏度数据，系统精确地测量了一批亚毫米波辐射非常明亮的早期宇宙大质量星暴星系的尘埃连续谱辐射分布特征。
这些星系的红移可以追溯到“宇宙正午”时代，即距今约 80 至 120 亿年前，当时大多正在经历大规模的恒星形成活动。
研究团队通过统计分析发现，大多数样本星系的亚毫米波辐射非常紧凑，其面亮度轮廓明显偏离盘状星系光强度的典型指数盘模型分布，表明这些星系的核心区域很可能已经形成了类似核球的结构。
对星系几何形状的详细分析则给出更确凿的证据。基于三轴模型的样本星系轴比分布研究发现，其中大多数星系几何形状呈三轴椭球形，而不是传统认为的扁平盘状结构。
具体而言，这些星系最短轴和最长轴之比约为 1/2，而且有随星系内部恒星形成活跃程度的增加而变大的趋势。
这些研究结果表明，早期宇宙星暴星系中极端活跃的恒星形成活动可能导致星系中心区域恒星质量的快速积累，进而促进原位核球结构的形成。
进一步采用先进的宇宙流体动力学模拟的结果显示，早期宇宙中普遍存在的冷气体吸积流入和星系相互作用（而非星系并合）所触发的剧烈恒星形成活动很可能是导致这些星系原位核球结构形成的主要原因，而这一时期也被认为是大多数星系核球结构形成的关键时期。
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