중력 렌즈 천문학 자 현상을 사용하여 은하수와 많은 특징을 공유하는 매우 먼 은하를 조사했습니다. 우주의 역사 초반에 차분한 은하의 발견은 은하가 어떻게 형성되는지에 대한 우리의 이론에 의문을 제기합니다.
천문학 자들은 초기 우주에 존재하는 먼 젊은 은하가 우리 은하와 놀라운 유사점을 공유한다는 것을 발견했습니다. 젊은 은하계는 SPT-S J041839–4751.9 또는 SPT0418–47 (지구에서 120 억 광년에 위치한 SPT0418–47)이라는 사실은 은하수와 주변 은하와 비슷합니다. 빅뱅 이후 14 억 년이 지난 은하는 너무 차분하고 비 혼란스럽고 잘 형성되어서는 안됩니다.
따라서 이것의 발견은 우리의 은하 진화 이론 중 많은 사람들이 의문의 여지가 있습니다. 실제로,이 발견은 은하가 이전에 믿었던 것보다 우주 역사상 훨씬 더 일찍 형성되기 시작한 일련의 최근 발견에 적합합니다.
이 먼 은하의 관찰은 칠레 안데스에 위치한 ESO의 Atacama 대형 밀리미터/서브 밀리미터 어레이 (ALMA)의 인상적인 기술 없이는 불가능했을 것입니다. 또한 다른 은하의 발명과 아인슈타인의 일반적인 관련성 이론의 특별한 특징에 달려있었습니다. 이 팀은 개입 은하에 의한 중력 렌즈의 결과로 Alma가받은 링과 같은 이미지에서 SPT0418–47의 정확한 이미지를 재구성했습니다.
“우리는 매우 먼 은하를 자세히 연구했습니다. 이것은 시간을 거슬러 올라가는 것을 의미하고 우리는 빅뱅 이후 14 억 년이 지난 지금이 갤럭시를 봅니다.”네덜란드 그로 닝겐 대학교 카프 테인 천문학 연구소 (Kapteyn Astronomical Institute)의 Rizzo의 공동 저자 인 Filippo Fraternali는 ZME Science 에게 말합니다. SPT0418–47의 빛이 우리에게 다가 가기 위해 120 억 년을 여행했다는 사실을 언급합니다.
몇 가지 주요 차이점을 가진 먼 은하수 도프 펠러 거
SPT0418–47에는 중앙 벌지와 회전 디스크가 있으며, 은하수 및 기타 지역 은하에서도 두 가지 기능이 표시됩니다. 그러나 은하수의 나선형 무기가 부족하고 우리 가정보다 훨씬 작습니다. 천문학 자들이 중앙 벌지를 발견 한 것은 이번이 처음으로, 은하계 주변에서 단단히 클러스터링 된 별 - 그 이후에는 초기의 은하에서 처음입니다.
그러나 Fraternali는 SPT0418–47이 우리가 보는 무대에서 은하수와 비슷하기 때문에 은하계처럼 진화 한 것은 아닙니다. 연구원은“SPT0418–47이 현재 은하수와 비슷하지만 120 억 년 전에 은하수가 SPT0418–47처럼 보인다는 것을 의미하지는 않는다”고 덧붙였다.
두 은하의 또 다른 주요 차이점은 SPT0418–47이 별을 훨씬 더 빠르게 형성하고 회전 디스크에 비정상적으로 형성하고 있다는 것입니다. “SPT-S J041839–4751.9는 먼지가 많은 별 형성 은하로 알려진 특정 은하의 집단에 속합니다. "이름에서 알 수 있듯이, 이들은 고위급 별 형성의 상당한 파열을 겪고있는 은하입니다."
Vegetti는 천문학 자들이 나이가 들어감에 따라 SPT0418-47과 같은 은하계는 초기 유형 은하로 전환 될 것이라고 믿습니다. 가스의 대부분을 소비하고 더 이상 별을 형성하지 않는 은하입니다.
그녀는“SPT-S J041839–4751.9의 특성을 근처의 초기 유형 은하의 특성과 비교함으로써 한 은하 유형에서 다른 은하 유형으로 변환하는 과정에 대해 배울 수 있습니다. "그것은 젊은이와 노인의 특성을 비교하는 것과 비슷합니다. 노화 과정에 대한 힌트를 제공합니다."
.그러나 먼 은하의 가장 수수께끼의 측면은 그것이 얼마나 침착하고 주문한 지입니다. 현재의 우주 모델이 설명 할 수없는 것.
젊고 혼란?
우리의 현재 우주 모델은 우리가 거주하는 SPT0418–47의 우주가 혼란스럽고 난류가되었다고 제안합니다. 그리고이 시대에서 발견 된 은하는 이러한 특성을 반영 할 것으로 예상됩니다.이 특성은 어떤 구조를 가지고 있더라도 주변의 폭력적인 조건으로 씻어 내야합니다.
Fraternali는“일반적인 아이디어는 그 거리/시간의 은하가 극도로 혼란 스러웠으며, 매우 강렬한 별 형성으로 인해 가스와 강력한 폭발의 거대한 필라멘트에서 디스크를 거의 인식하지 못할 것입니다.
초기 우주의 은하는 많은 에너지 Vegetti가 다음과 같이 덧붙였다.“우리는 SPT-S J041839–4751.9를 기대할 것이며, 우리는이 은하에서 가스의 움직임이 바람과 외계인에서 번식으로 움직일 것으로 기대합니다.
그러나 팀의 관찰은 완전히 다른 그림을 보여줍니다. 그들이 실제로 발견 한 것은 SPT0418–47에서 가스의 움직임이 실제로 은하의 중심을 조용하고 잘 지정된 방식으로 회전한다는 것입니다. Vegetti는 다음과 같이 지적했듯이“최신 최신 수치 시뮬레이션의 맥락 에서이 행동을 설명하기는 매우 어렵습니다.”
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Fraternali에 남아있는 사람의 질문 중 하나는 다른 오래된 은하계에서 SPT0418–47의 이러한 특징과 상대적으로 '평온'이 얼마나 흔한가? "은하계는 우리에 의해 선정되지 않았기 때문에 - 우연히 시야를 따라 렌즈와 완벽하게 정렬되었습니다. 우리는 그것이 당시 거대한 은하의 많은 부분을 대표 할 수 있다고 주장 할 수 있습니다."
.따라서, 이러한 먼 별에 대한 추가 조사를 수행하기 위해 시간을 다시 쳐다 보는 것이 매우 중요합니다. 그러나 당신이 상상할 수 있듯이, 그것은 쉬운 일이 아닙니다. 실제로, Fraternali가 알 수 있듯이 SPT0418–47에 대한 연구는 그와 우리 사이에 오는 다른 은하의 개입과 중력 렌즈의 놀라운 현상에 의해서만 가능해졌습니다.
렌즈로서의 은하 - 중력 렌즈의 힘
SPT0418–47의 정확한 정렬과 중재 은하의 정확한 정렬은 Alma 팀에 거의 완벽한 반지로 보인다는 것을 의미합니다. 천문학 자들은 20 세기 초에 Einstein에 의해 제시된 중력의 이론으로 인해 천문학자가 천문학자가 '아인슈타인 링'이라고 언급 한 구조입니다.
중력 렌즈는 질량이있는 물체가 주위의 시공간 직물을 곡선으로 굽는다는 사실에 달려 있습니다. 질량이 클수록 곡률이 더 극단적입니다. 이것을 설명하는 데 사용되는 가장 일반적인 비유는 질량이 증가하는 물체를 갖는 스트레칭 고무 시트입니다. 볼링 볼은 대리석이나 테니스 공보다 시트에 더 큰 '찌그러짐'을 만드는 볼링 공.
이것은 엄청난 질량이있는 은하계와 같은 물체가 그것을 지나가는 빛의 경로를 구부리며, 종종 다른 장소에 위치한 렌즈 뒤의 물체가 발생한다는 것을 의미합니다. 극단적 인 경우, 개입 은하 주위에 다른 구부러진 길을 가졌고 약간 다른시기에 지구에 도착하는 '아인슈타인 반지'를 만들어 냈습니다. 그러나 아름답고 호기심 많은 중력 현상 일뿐 만 아니라 강력한 관찰 도구이기도합니다.
Vegetti는“이 은하들은 매우 멀기 때문에 현재 망원경을 사용하여 세부적으로 연구하기가 어려워지기 때문에 강력하지는 않습니다. "우리 팀은이 제한을 극복하기 위해 강력한 중력 렌즈의 효과를 사용합니다."
.팀이 사용하는 과정은 먼저 서로 멀리 떨어져 있지만 지구상의 유리한 지점에서 정렬 된 한 쌍의 은하를 찾는 것입니다. Vegetti는“우리에게 더 가까운 은하는 우리에게 더 먼 은하의 확대를 제공하는 렌즈처럼 행동 할 것입니다. “훨씬 더 강력한 망원경을 관찰하는 것과 같습니다.
Vegetti는 James Webb Space Telescope 및 ESO의 매우 큰 망원경 (ELT)과 같은 차세대 망원경이 SPT0418–47 은하 현대인 연구를 훨씬 더 자세히 허용해야한다고 설명합니다. 이를 통해 연구원들은 이러한 특징들이 얼마나 흔한 지 발견 할 수있게 될 것이며, 그 결과 우주의 역사에서 유명한 은하가 어떻게 형성 될 수 있는지에 대한 재고를 촉발시킬 수 있습니다. 그녀는 또한이 연구의 수석 저자에 대한 특별한 찬사를 보유하고 있습니다.
Vegetti는“이 새로운 시설은 이러한 유형의 분석을 다음 단계로 끌어 올릴 것입니다. “Francesca Rizzo는이 연구 라인에서 길을 이끌고 있습니다. 그녀는 내가 일하는 것을 좋아하는 훌륭한 젊은 과학자이므로 다음 발견을 기대하고 있습니다!”
소스
리조. F., Vegetti. S., Powell. D., Fraternali. F., et al,‘초기 우주의 역동적 인 차가운 디스크 갤럭시, 자연, [2020].
