최근 국제 천문학 자 팀이 우리 우주가 18 억 년이되었을 때까지 시간을 거슬러 올라갔습니다. 그들은 물론 직접 가지 않았지만 다음 최고의 일을 위해 정착했습니다. 애리조나 남동부의 그레이엄 산 꼭대기에있는 큰 쌍안경 망원경 전망대가있는 먼 코스모스의 작은 패치에서 17 시간 분량의 별빛을 모으십시오. 이러한 시계 복사 가상 항해는 천문학에서 일상적입니다. Light의 유한 속도는 공간이 더 깊어지면 시선을 더 많이 볼 수 있도록합니다. 그리고 전 세계의 많은 관측소는 고대 하늘에서 희미한 광자를 모을 수 있습니다. 그러나이 특별한 우주의 격언은 특별한 무언가를 염려했다. 이 계란 모양의 별 집합은 너무 큰 크기로 기원의 기존 모델을 무시합니다. 간단히 말해서 C1-23152는 초기 우주에 맞지 않기에는 너무 큰 것 같습니다.
첫 번째 은하는 상대적으로 작은 건물 블록에서 조금씩 뭉쳐지고 수십억 년의 성장 후에만 Gargantuan 크기에 도달하는 것으로 생각됩니다. C1-23152 팁은 약 2 천억 개의 태양 질량 별을 자랑 하고이 시나리오의 척도를 뒤집습니다. 그리고 그것은 혼자가 아닙니다. 지난 10 년 동안 천문학 자들은 매우 고대의 매우 큰 은하계 거대 인을 발견했습니다. 예를 들어, 2017 년에는 매년 2,900 개의 태양의 별을 휘젓을 수있는 한 쌍의 매우 큰 은하가 빅뱅 이후 8 억년 이내에 존재하는 것으로 밝혀졌습니다. 2019 년에는 매년 200 개의 태양 질량 별을 제조하는 별 공장 제조업으로 39 개의 거대한 은하계 가족이 출생 후 20 억 년 이내에 우주를 지키는 것을 발견했습니다.
이것은 점점 더 많은 수의 유서 깊은 대상이 은하계 형성의 전통적인 모델을 무너 뜨릴 것을 위협합니까? "여기의 속임수는 :당신은 얼마나 많은 것을 가지고 있습니까?" 독일 하이델베르크에있는 맥스 플랑크 천문학 연구소의 천문학자인 Marcel Neeleman은 새로운 연구에 관여하지 않았다고 말합니다. 소수는 중요하지 않을 것입니다. 우주는 충분히 크다. 그러나 미래, 점점 더 진보 된 망원경이 훨씬 더 많은 것을 찾을 수 있다면, 아마도 우주의 어린 시절 의이 거대한 은하는 우주에 대한 우리의 이해를 깨뜨릴 수 있습니다.
.오래 전 멀리 떨어진 은하에서 멀리 떨어져
널리 받아 들여진 은하계 형성 모델이 된 것은 현지 우주에 대한 우리의 관찰을 재현하는 우주 진화의 시뮬레이션에서 크게 수집됩니다. 우리가 은하수 근처에서 볼 수있는 것들.
빅뱅 이후 코스모스는 모든 방향으로 균등하게 균등하게 뻗어 나갔다. 그러나 Neeleman은“우주의 직물에 작은 밀도 변화가 있습니다.”라고 말합니다. 이러한 변형은 암흑 물질의 덩어리가 있는데, 이는 전자기 방사선이 거의없는 물질입니다. 따라서, 암흑 물질은 아직 직접 감지되지 않았지만, 은하의 관찰은이 보이지 않는 질량이 자체 중력을 끌어 낸다는 것을 나타냅니다. 즉, 이러한 암흑 물질 덩어리는“일반적인”물질 (우리가 인간이 감지하고 상호 작용할 수 있음)을 유치합니다. 대부분은 가스입니다. 가스는이 중력 우물로 넘어져서 스쿼시를하여 별 형성을 유발합니다. 더 많은 물질은 천문학 자들에 의한 어둠의 "후광"이라는 확장 된 우물에 계속 무너지고 있습니다. 이탈리아의 천문학 자의 천문학자인 Paolo Saracco는 C1-23152의 최근 관찰을보고 한 연구의 수석 저자 인 Paolo Saracco는이 과정이 오늘날 우리가 볼 수있는 은하의 분포를 만들어야한다고 말했다.
그것이 고대 거대한 은하가 문제가되는 이유입니다. 새로운 연구에 관여하지 않은 Pomona의 California State Polytechnic University의 천문학자인 Coral Wheeler는“은하 형성에 대한 현재의 이해를 위해 우리는 그 당시 우리가 알고있는 은하를 기반으로했습니다. 이 은하들은 매우 오래된, 작거나 큰 은하를 포함하지 않았습니다. 점점 더 강력한 망원경으로 시간을 더 자세히 살펴보면 이러한 명백한 특이점이 드러나기 시작했습니다. 그리고 변칙적 인 실체의 탈리가 상승함에 따라 천문학 자들은 모델이 그들을위한 공간을 만들기 위해 확장 해야하는지 또는 그 모델이 부담을 당하고 긴장을 풀어 줄 지 궁금해하기 시작했습니다.
천체 물리학 저널 에보 고 된 바와 같이 2020 년 12 월, Saracco의 팀은 C1-23152에서 수분이 많은 세부 사항을 추출했습니다. 광범위한 우주 지역의 빛은 지구로 이동할 때 확장 된 우주에 의해 뻗어 있습니다. 더 많이 확장 될수록 전자기 스펙트럼의 더 긴 파장 "빨간색"섹션으로 이동합니다. C1-23152의 Starlight 의이“Redshift”는 120 억 년 전에 우주의 젊음으로 돌아온 것으로 나타났습니다. 이 은하가 고대와 거대한 혼자라는 사실은 전통적인 은하계 형성의 전통적인 모델에 충분히 문제가됩니다. 그러나 그것은 단지 완전히 형성된 것처럼 보이지 않았습니다. Saracco와 그의 팀의 진정한 돌파구는 C1-23152의 우주에서 스타 형성의 역사를 추적하는 것이 었습니다.
그 돌파구의 핵심은 거대한 갤럭시의 스펙트럼 (다양한 파장 또는 색상의 레인 부형 측정)이 물체가 방출되거나 흡수되는 것을 보는 것이 었습니다. 특정 컬러 조합은 특정 요소를 구별합니다. 즉,이 스펙트럼 심포니는 은하의 별의 구성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다. Saracco는 그 힘을 사용하여 다음과 같이 말합니다.“처음으로, 우리는 매우 좋은 정확도로 [C1-23152] 내부의 항성 인구의 평균 연령과 그 별을 형성하는 데 필요한 시간을 도출했습니다.”
.C1-23152에서 수소와 헬륨보다 무거운 것으로 밝혀진 C1-23152의 원소는 천문학자가 총체적으로“금속”이라고 부르는 것입니다. 금속은 별 형성에 의해 생산되며, 이들은 초신성을 통해 갤럭시의 성간 매체에 제비를 낳아 차세대 별을 사용할 수 있습니다. 더 많은 금속은 더 많은주기의 별 형성주기와 동일하며, 오늘날의 대규모 은하가 금속이 풍부하게되기 위해 수십억 년이 걸렸습니다. C1-23152의 스펙트럼은 갤럭시가 초기에 진정한 금속 보난자임을 밝혀 냈습니다. 처음으로 별이 형성된 지 얼마되지 않아 별의 별.
얼마나 빠르게? 별의 스펙트럼 특징은 그 질문에 대답 할 수 있습니다. 왜냐하면 그들은 어떤 것들이 젊거나 오래된 별의 전형적인 요소를 가지고 있는지 드러내 기 때문입니다. C1-23152에서 가장 어린 별은 약 1 억 5 천만 년입니다. 가장 오래된 것은 약 6 억년입니다. 이는 갤럭시가 불과 1 억 년 만에 약 2 천억 개의 태양열을 만들었습니다. 이 수치는 은하수의 현재 출력 추정치보다 거의 300 배 더 큽니다. 대부분의 은하가 느리게 연소되는 통나무 화재라면, 새로운 불꽃이 자주 나타나면 C1-23152는 휘발유에 담긴 모닥불입니다.
C1-23152와 그 비슷한 사촌들은 천문학 자들이 잠재적으로 모델을 깨는 수수께끼를 선물합니다. 어떻게 대규모 은하를 어떻게 조립하고 너무 빨리 너무 빨리 소개 할 수 있습니까? 지금은 대답은 간단히 말해서 할 수 없다는 것입니다.
박스에서 우주를 키우는
한동안 시뮬레이션은이 거대한 은하를 키우는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 그것이 단순히 그렇게 할 수 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 대신 문제는 그들이 어떻게 프로그램되는지에있을 수 있습니다.
캘리포니아 대학의 천문학 자, 리버 사이드 (Riverside)의 공동 저자 인 벤 포레스트 (Ben Forrest)는“시뮬레이션을 실행할 때 볼륨이 크게 크게 얼마나 큰지와 컴퓨터의 힘으로 인해 시뮬레이션 할 수있는 세부 사항 사이에는 트레이드 오프가 있습니다. 이 고대 거대한 은하가 드물다면 아마도 우리는 아마도 큰 상자를 사용하여 팝업 할 수있는 기회를 제공하지 않을 것입니다. "아마도 일부 시뮬레이션이 실제로 충분한 양을 다루지 않을 것"이라고 그는 말합니다.
우주 시간의 초기 시대부터 메가 은하를 스폰하기 위해 빨리 조정하는 것도 쉽지 않습니다. “다시 실행하는 데 시간이 오래 걸립니다. 무언가를 바꾸고 싶다면 그것이 옳은 일을 확신하고 그것이 당신이하고 싶은 일입니다.”라고 Forrest는 말합니다.
더 나은 데이터와 컴퓨팅 능력을 갖춘 최신 시뮬레이션 반복 중 일부는 이러한 거대한 은하가 초기에 작은 숫자로 존재할 것으로 예측한다고 덧붙였다. 그러나 실제로 관찰되는 것과는 달리, 그들은 여전히 별을 만드는 경향이 있습니다. C1-23152를 포함한 고대 은하는 생산적인 피크 후 갑자기 별 형성을 차단합니다. 수소와 헬륨 연료가 부족하거나 신선한 별의 작물과 다른 열렬한 천체 물리적 공급원에서 방사선이 가스를 요리하고 도달 할 수 없기 때문입니다. 분명히, 일부 성분은 여전히 가상 레시피에서 누락되어 있으므로 아직 설명을 위해 의존 할 수 없습니다.
과학자들은이 고대 메가 은하를 설명 할 수있는 다른 곳에서 단서를 발견했습니다. 캠브리지 대학교의 우주 학자 인 아나스타시아 피알 코프 (Anastasia Fialkov)는 최신 작품에 관여하지 않았으며 본격적인 시뮬레이션과 달리 분석 물리 계산은“우주의 전체 양을 고려할 수있다”고 말했다. 그리고 그들은 별 형성을 시작할 수있는 소수의 암흑 물질 후광이 빅뱅 이후 4 천만 년 만에 나타날 것을 제안합니다.
.그 당시는 우주의 젊은 시대에서 나중에 나타나는 대부분의 암흑 물질 후광보다 훨씬 빠릅니다. 오늘날 우리가 볼 수있는 은하의 많은 부분을 뿌릴 책임이 있습니다. 대신 빅뱅 이후 4 천만 년이 지난 후광은 결국 우리 망원경을 통해 감지 될 수있는 고대 거대한 은하의 시작을 시드 할 수 있었을 것입니다. 휠러는 초기 우주도 밀도가 높다고 지적했다. 그것은이 원시적 암흑 물질 후광 주위에 별을 만들어내는 수소와 헬륨을 퍼 내고 결국 은하들에게 상당히 힘들게 만들 것입니다.
Neeleman은 또 다른 옵션은 사물의 조합이 발생할 수 있다는 것입니다. 우주의 희귀 한 hyperdense pockets는 다중 갈락 합병을 매우 일찍 허용하는 반면, 은하의 심장에 가스를 퍼 뜨리는 스트림은 별 형성을 과급 할 수 있습니다.
어쨌든, 거대한 고대 은하의 출현은 암흑 물질이 차가워지면 더 쉽게 설명됩니다. 여기서 "콜드"는 암흑 물질이 비교적 느리게 움직이는 것을 의미합니다. "뜨거운"암흑 물질은 빛의 속도에 접근하는 속도에서 움직일 것입니다. 일반적으로 말하자면, 암흑 물질이 더 차가워 질수록 은하 시드 후광에 응축 할 수 있습니다. Fialkov는이 가정이 반드시 정확하지는 않지만“차가운 암흑 물질은 가장 간단한 암흑 물질 시나리오입니다.”라고 Fialkov는 말합니다.
.이 사건의 아말감이 C1-23152의 기원과 진화를 가장 잘 설명하는 것은 불분명합니다. Saracco는“이것은 우주의 특별한 구석이 아닙니다. 그러나 중요한 것은 여기서는 전통적인 전통적인 갤럭시 형성 모델을 전복하겠다고 위협하는 것은 없다고 그는 말했다. 이 고대의 거대한 은하는 은하가 가져갈 또 다른 통로를 나타냅니다.
미래로 돌아 가기
전통적인 모델은 지금은 살아남 았지만 부분적으로는이 거대한 은하 중 거의 발견되지 않았기 때문입니다. 포레스트는“우리는 소규모 통계를 다루고 있습니다. 그러나 과학자들은 실제 양의 거대 인을 잘 이해하지 못합니다. 그 변화가있을 때까지 우리의 우주 이해력에 어떤 영향을 미치는지 이해하고 은하가 다른 방식으로 어떻게 진화하는지 이해합니다.
아마도 우리는 이미 우리가 알고있는 것보다 더 많은 오래된 메가 은하를 보았을 것입니다. 상세한 연구를 위해, 우리의 망원경은 종종 자연이 드러나기 전에 가장 밝지 만 불타는 은하로 끌려갑니다. 그러나 천문학 자들은 초기 우주에서 비슷한 특성을 가진 더 희미한 대상을 발견했지만, 최근의 연구에 관여하지 않은 영국 대학교의 천문학자인 Stijn Wuyts는 말합니다. 그들은 단지 덜 거대한 은하계 또는 스타 형성 프라임 이후 오랫동안 관찰 된 고대의 거대한 은하로 판명 될 수 있습니다. 이 물체 Dimmer Candles는 집에 가까워 지거나 광대 한 피드가 더 멀리 떨어져 있습니까?
그 어느 때보 다 더 많은 데이터가 필요합니다. 그리고 다가오는 몇몇 망원경은이 시간을 여행하는 은하구 인구 조사에 도움이 될 것입니다.
첫째, 먼 과거의 의심스러운 밝은 스플 로치를 발견해야합니다. 포레스트는“많은 후보자를 얻고 싶다면 광범위한 시야가 훌륭하다”고 말했다. 이전에 Wfirst로 알려진 Nancy Grace Roman Space Telescope는 현재 2025 년 출시를 목표로하며 100 개의 허블 우주 망원경과 동등한 시야를 갖게 될 것입니다. 넓고 민감한 눈은 가능한 많은 고대 대규모 은하를 볼 수 있습니다.
.그런 다음이 후보자들은 다양한 스펙트럼을보고 자신의 특성을 결정하고 그들이 실제로 그 은하계가 아니라 사기꾼임을 확인함으로써 법의학적으로 검사해야합니다. 포레스트는“이상적으로는 정말 큰 망원경을 원합니다. "이것은 당신에게 더 많은 수집 영역을 제공합니다. 그것은 광자가 물건에서 들어갈 수있는 더 큰 버킷입니다." 하와이의 30 미터 망원경이 건설되면 적합 할 수 있으며 매우 큰 망원경 이이 법안에도 적합 할 수 있습니다. James Webb Space Telescope는 풍부한 지연으로 이번 10 월에 출시되었습니다. 포레스트는“크지 않습니다. "광자의 양동이는 약간 작지만 대기를 살펴볼 필요는 없으므로 다루는 데 방해가 적습니다.
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Saracco는 다가오는 차세대 돋보기에 특히 흥분됩니다. 왜냐하면 그들은 단순히 먼 물체를 찾는 것 이상을 할 것이기 때문입니다. “우리는 내부를 관찰 할 수있을 것입니다 [A] 갤럭시, 단일 별 형성 지역에서.”라고 그는 말한다. 다시 말해, 갤럭시의 벌크 특성에 대한 흐릿한 그림 대신 천문학 자들은 거친 스케치와 세부적인 그림의 차이를 더 세분화하는 시각을 얻을 것입니다.
이 도움이 도착할 때 까지이 과학 분야는 초기 단계에 남아있을 것입니다. 휠러는“갤럭시 형성으로 들어가는 불확실성이 너무 많다”고 말했다.
어둠 속에서 괴물을 쫓는 것은 불안 할 수 있습니다. 그들은 시대의 교리를 위협하여 이전 모델을 확장하도록 강요했습니다. 그리고 그 모델이 파손 시점까지 뻗어 있다면 괜찮습니다. 휠러는“우리는 어떤 식 으로든 모델에 도전하고 싶다”고 말했다. "일이 일치하지 않으면 흥미로워집니다."
