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Nov. 18 2025

早期宇宙的「超高溫恆星工廠」

  • 星系 Y1 來自遙遠過去,在詹姆斯・韋伯太空望遠鏡影像中呈現深紅色,其亮度來自新形成恆星加熱後的塵埃粒子(圖中以圓圈標示)。

    星系 Y1 來自遙遠過去,在詹姆斯・韋伯太空望遠鏡影像中呈現深紅色,其亮度來自新形成恆星加熱後的塵埃粒子(圖中以圓圈標示)。

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天文學家利用阿塔卡瑪大型毫米波/次毫米波陣列(ALMA)量測一個遙遠星系的溫度,揭露一種前所未見、極端的「恆星工廠」。這個星系內高溫的塵埃在毫米波波段發出強烈輻射,其製造恆星的速度約為銀河系的一百八十倍。此一發現顯示,早期宇宙中的星系能以異常高效率成長,為長久以來的星系演化謎題提供可能解答。

恆星通常誕生於巨大而密集的星雲。其中的微小塵埃顆粒會吸收附近恆星光並升溫,在毫米波波段發出熱輻射,因此特別容易被偵測,並可藉此推算塵埃的溫度。觀測顯示,名為 Y1 的星系其塵埃溫度約為 90 K(約攝氏 -180 度),雖然遠低於地球上常見的塵埃溫度,但仍比已知其他同類型星系的塵埃明顯更為暖熱。

宇宙早期的恆星形成條件與今日鄰近宇宙截然不同。天文學家透過偵測光線花費數十億年才抵達地球的天體來研究這些差異。星系 Y1 是目前已知最遙遠的恆星工廠之一,其光線傳遞超過 130 億年才到達地球。過去的觀測顯示,Y1 含有大量塵埃,也是目前距離最遠、直接偵測到塵埃發出毫米波輻射的星系。Y1 的恆星形成速率為每年生成超過 180 個太陽質量,其造星速率遠高於銀河系平均每年約一個太陽質量的產量。

目前的研究認為,Y1 如此高速率的恆星形成屬於短暫的爆發階段,雖無法維持太久,但在早期宇宙可能經常出現,並推動星系快速成長。這次觀測也為另一項宇宙難題提供線索:早期星系的塵埃量看起來比它們的年齡所能產生的還要多。由於大多數塵埃源自年老恆星,這些仍相當年輕的星系理應不會擁有那麼多塵埃。然而,只要少量塵埃受到加熱,就能在毫米波至遠紅外波段變得特別明亮,其亮度甚至能與大量較冷的塵埃相當。這意味著早期星系雖然塵埃總量不高,但因塵埃溫度較高,仍會呈現出看似「塵埃特別豐富」的樣貌。

 

資料來源:NRAO

文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

 

 

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