초기 우주의 많은 미스터리 서라운드 조건, 이들 중 가장 중요한 것은 은하가 언제 어떻게 형성되기 시작했는지에 대한 문제입니다. 우주 역사의 어느 시점에서, 중력 불안정성은 원자, 먼지 및 가스, 별과 행성, 클러스터 및 거대한 은하로 시작하여 점점 더 큰 물질 덩어리가 모였습니다.
빅뱅 이후 수억 년 동안 초기 프로토 랄스가 형성되었을 수 있지만, 나선형 팔, 반지 및 바와 같은 특징을 가진 최초의 잘 형성된 은하계는 우주의 138 억 년 수명에 약 60 억 년 만 형성 된 것으로 생각됩니다.
천문학은 일반적으로 이것을 확인했습니다. 우리 집, 은하수와 같은 고리, 바 및 나선형 팔과 같은 특성을 나타내는 은하가 더 가깝고 나중에 은하계. 더 먼 초기 은하에서 부족한 특징.
그러나 새로운 발견은 특히 3 개의 최근 연구와 함께이 관점에 도전하고 있으며, 특히 우주에서는 이전에 믿었던 것보다 훨씬 더 일찍 존재했음을 시사합니다. 이것은 은하의 형성이 예상보다 훨씬 일찍 시작되었거나 많은 모델이 제안한 것보다 훨씬 빠르게 진행되었음을 의미합니다.
결과적으로 과학자들은 훨씬 더 일찍 또는 훨씬 더 빠른 진화를 설명하기 위해 은하 형성 모델을 개선해야 할 수도 있습니다.
얇은 디스크와 나선형 팔과 같은 결정적인 모양과 특징으로 빅뱅 은하 이후의 미스터리를 해결하는 데 있어이 형성을 묘사하는 이론을 검사하는 것으로 시작됩니다. 이러한 과정이 연장 된 기간 동안 발생한다는 이론의 한 가족과 다른 하나는 형성이 훨씬 더 빨리 진행될 수 있음을 시사합니다.
.내용
- 1 바닥 위로! 형성이 일찍 시작되었거나 더 빨리 진행 되었습니까?
- 2 반지를 넣었어야 해!
- 3 큰 나쁜 울프를 두려워하는 사람은 누구입니까?
- 4 더 멀리 떨어져서 시간이 더욱 뒤 :우리의 별 중 일부는 누락되었습니다
- 5 초기 은하 형성의 더 많은 증거 찾기
- 6 출처 및 추가 읽기
하단 위로! 형성이 일찍 시작되었거나 더 빨리 진행 되었습니까?
은하 형성의 가장 간단한 모델은 우주가 대부분 수소와 헬륨 일 때, 그러한 구조가 자신의 중력 아래에서 무너진 밀도가 높은 가스 구름에서 나왔음을 시사한다. 이 소위 '모 놀리 식 모델'
또한 은하가 비슷한 방식으로 무너지는 더 큰 대기업에서 은하가 나타 났을 수도 있지만, 끊어졌다. 그러나 현재 대부분의 우주 학자들이 선호하지 않는 '하향식'형성 모델도있다.
중력의 영향으로 가스와 먼지는 클러스터, 슈퍼 클러스터 및 은하로 함께하는별로 붕괴됩니다. 문제는 은하가 어떻게 성장하고 그들의 특성을 발전 시키는가입니다.
한 가지 아이디어는 은하계의 씨앗이 계속 가스와 먼지를 축적하여 천천히 거대한 크기로 자랍니다. 그것이 거대한 비율에 도달하면,이 은하는 별 클러스터와 더 작은 은하들을 갈 수 있습니다. 그러나이 과정은 빙하로 상당히 느리기 때문에 처음에는 더 작은 은하가 흡수되기 시작하면 가속화됩니다.
이것이 은하의 주요 형성 메커니즘이라면, 빅뱅 이후 약 60 억 년 전에 초기 우주에서 볼 수없는 것은 은하계와 같은 무리와 같은 거대한 은하계 또는 나선형 무장 은하계입니다. 우주에서 더 나아가서 시간이 더 이상 다시, 불규칙한 은하와 무정형 얼룩을 크게 선호해야합니다. 그렇지 않으면, 은하 형성은 심각한 머리 시작을 받았다.
그러나 은하 진화의 또 다른 이론이 있습니다. 합병 프로세스를 통해 갤럭시 성장이 주로 진행되면 어떻게됩니까?
더 작은 대응 물을 축적하기 위해 크기가 커질 때까지 대기하는 은하 대신, 비슷한 크기의 은하 사이의 합병은 더 큰 은하를 만드는 운전 요인이 될 수 있습니다. 이것은 은하 형성 과정이 이전에 믿었던 것보다 훨씬 빨리 진행될 수 있음을 의미합니다.
두 경우 모두, 우리가 볼 수있는 것은 디스크, 바 및 나선형 팔과 같은 특성으로 잘 형성된 거대한 은하입니다.
천문학 자들이 찾기 시작한 것과 정확히 일치합니다.
반지를 넣었어야 해!
보다 빠른 형태의 은하 형성 또는 훨씬 더 이전의 시작에 대한 그러한 증거 중 하나는 충돌 링 은하의 독특한 반죽과 같은 모양으로 110 억 년의 조명을 발견했습니다. 이것은 우주가 27 억 년이되었을 때 지구와 태양 사이의 거리의 3 백만 배인 중앙의 거대한 '구멍'에 주목할만한이“우주 불의 고리”를 의미합니다. 예측보다 훨씬 일찍.
3 차원 (ASTRO 3D)에서 호주의 아크 천체 물리학에 대한 우수성 센터의 Tiantian Yuan 박사는 Ring Galaxy (R5519로 지정된 나이)를 성공적으로 제공 한 그룹의 일부였습니다.
나선형 팔과 같은 은하계 특징을 연구하는 전문가 인 Yuan은“이것은 초기 우주에서는 우리가 본 적이없는 호기심 많은 대상입니다. "R5519는 코로나 은하처럼 보이지만 그렇지 않습니다."
따라서 R5519가 눈에 띄더라도 은하 진화 모델이 부정확 할 수 있음을 어떻게 암시합니까? 답은 이와 같은 충돌 고리 은하가 어떻게 만들어 지는지에 있습니다.
Yuan은 R5519의 중심에있는 '구멍'이 얇은 디스크와 같은 은하계가 총격전에서 얇은 종이 대상을 때리는 총알처럼 얇은 디스크와 같은 은하계가‘샷’되었을 때 만들어 졌다고 설명합니다.
Yuan은“은하계가 총알처럼 대상은 은하계 (얇은 별 디스크)를 쳤을 때 총알처럼 보통은 은하의 디스크에 맥박이 발생합니다. "그런 다음 펄스는 링을 형성하는 대상 은하를 통해 방사형 전파 밀도 파를 유도합니다."
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Yuan은 천문학 자들은 한 번에 젊은 우주에서 더 많은 충돌 고리 은하를 찾을 것으로 예상했다고 설명했다. "우리는 그것이 사실이 아니라는 것을 알았습니다."그녀는 계속 말합니다. "젊은 우주는 더 많은 충돌과 총알을 가질 수 있지만, 목표로 작용하는 얇은 별 디스크가 부족합니다. 또는 우리는 생각했습니다."
여기에 문제가있는 곳이 있습니다.
"우리의 발견은 우리 은하수와 비슷한 얇은 스텔라 디스크가 우주 시대의 4 분의 1에 일부 은하를 위해 이미 개발되었음을 의미합니다."
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위안과 그녀의 팀의 발견은 얇은 디스크 및 반지와 같은 은하 구조를 보여줍니다. 빅뱅 후 30 억 년을 형성합니다. 연구원은 초기 우주에서 구조화 된 은하의 아이디어를 뒷받침하는 또 다른 연구를 지적합니다.
Yuan은“디스크 형성의 첫 번째 단계는 디스크를 전혀 형성하는 것입니다. "이것이 최근 'Wolfe Disk'의 발견이 정말 놀랍습니다. 이는 큰 가스 디스크의 가장 빠른 형성 시간을 이전에 생각했던 것보다 훨씬 일찍 밀어냅니다."
.누가 큰 나쁜 울프를 두려워합니까?
Titianian Yuan Dr. Discount는 우주가 15 억 년에 불과했을 때 대규모 회전 디스크 은하를 식별하는 것입니다. 공식적으로 DLA0817G라는 은하계는 1990 년대에 그러한 물체에 대해 처음 추측 한 천문학자인 Arthur M. Wolfe에게 찬사를받은 'Wolfe Disk'라는 별명입니다.
우주가 현재 연령의 10%에 불과했을 때 Wolfe 디스크가 초당 약 170 마일의 엄청난 속도로 회전하고 있다는 사실은 급속한 은하계 성장 또는 거대한 은하의 초기 형성을 강력하게 암시합니다.
“빅뱅이지만 빅뱅 이후 15 억 년 만에 불과한 거대한 회전하는 디스크 은하의 발견에서 나온 '테이크 홈'메시지는 갤럭시 형성이 초기에 거대한 가스가 풍부한 은하를 생성하기에 충분히 빠르게 진행될 수 있다는 것입니다. 디스크.
Wolfe Disk Discovery의 팀은 그 존재가 존재한다는 생각과 그것이 거대하고 잘 형성되어 있다는 사실은 가스와 먼지의 느린 축적이 은하의 지배적 인 형성 메커니즘이 아닐 수 있음을 나타냅니다. 훨씬 더 빠른 것이 작용할 수 있습니다.
독일 하이델베르크 (Heidelberg)에있는 맥스 플랑크 천문학 연구소 (Max Planck Neeleman)는 천문학자를 이끌었던“우주 초기에 우주 초기에 우리가 우주 초기에 발견되는 대부분의 은하는 열차 난파선처럼 보입니다. "이 뜨거운 합병은 현재 우주에서 관찰하는 것처럼 잘 정리 된 차가운 회전 디스크를 형성하기가 어렵습니다."
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차가운 가스와 먼지가 축적 된 결과로 Wolfe 디스크가 자랐다면 Prochaska는이 문제가 안정성에 대한 답을 얻지 못한다고 설명합니다.“주요 도전은 비교적 정기적이고 얇고 회전하는 디스크를 유지하면서 큰 가스 질량을 신속하게 조립하는 것입니다.”
.물론, 때로는 다음 연구에서 예시되는 것처럼 이론이나 이론의 가족이 부정확하다는 증거를 제공하는 것이 없을 수도 있습니다.
더 멀리 떨어져서 시간이 더 이상 :우리의 별 중 일부는 누락되었습니다
허블 우주 망원경 (HST)을 통해 천문학 자들은 우주가 5 억 년에 불과했을 때 시간을 돌릴 수있게되며, 연구자들은 첫 번째 은하의 본질을 최종적으로 조사하고 Wolfe Disk와 R5519와 마찬가지로 현재의 우주 모델에 더 많은 모순을 전달할 수 있습니다.
.최근 HST에 의해 전달되고 유럽 천문학 자 팀이 조사한 결과는 우주가 5 억 년에 불과했을 때 원시 별의 부재를 확인했습니다.
인구 III 별이라고 불리는이 초기 별들은 수소와 헬륨으로 구성된 것으로 생각되며, 소량의 리튬과 베릴륨이있는 젊은 우주에서 이러한 요소의 풍부함을 반영합니다.
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유럽 우주국의 Rachana Bhatawdekar가 이끄는 천문학 자 팀은 우주가 역사상 5 억 년에서 10 억 년 사이에 존재했던 우주를 찾아서이 1 세대 별이 없음을 확인했습니다. 이들의 관찰은 2019 년 논문에 출판되었다. 왕립 천문 학회의 월간 통지에 출판 된 추가 연구와 236 번째 미국 천문학 협회 회의에서 기자 회견에서 논의되었다.
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Bhatawdekar는“인구 III 스타는 매우 뜨겁고 거대하기 때문에 일반적인 별보다 색이 훨씬 푸르다”고 Bhatawdekar는 말합니다. "따라서 우리는 은하의 자외선을 보았습니다.
팀은 그들이 관찰 한 은하가 푸른 색 이었음에도 불구하고, 그들은 금속이 매우 낮은 별을 갖는 별을 가질 정도로 푸른 색이 아니 었습니다. 이는 천문학 자들이 수소와 헬륨보다 무거운 원소를 의미합니다. 산소, 질소, 탄소 등 등… 상당한 금속의 금속.”Bhatawdekar. "이것은 본질적으로 별과 은하 가이 초기 우주 시간보다 더 일찍 형성되어야한다는 것을 의미합니다."
따라서 팀의 관찰은 별이 이미이 시점에서 더 무거운 요소를 우주로 흘리기 시작했다는 것을 암시합니다. 이 요소들은 계속해서 나중에 별의 빌딩 블록을 형성 할 것입니다.
이 퍼즐 조각은 거대한 은하의 존재가 빠른 성장의 결과로 발생하는 요인이 아니라 성장 과정이 일찍 시작되었음을 암시하는 것 같습니다.
Bhatawdekar는“우리는이 우주 시간 간격 에서이 1 세대 인구 III 스타의 증거를 찾지 못했습니다. "이러한 결과는 은하가 우리가 생각했던 것보다 훨씬 일찍 형성되어야한다는 것을 보여 주면서 천체 물리학 적 결과를 심오하게합니다."
.초기 은하 형성의 더 많은 증거 찾기
Bhatawdekar의 경우 초기 우주의 조건에 대한 추가 조사는 James Webb Space Telescope의 출시와 함께 실제로 열릴 것입니다.
"우리가 발견 한 것은이 만화 시대에 인구 III 스타의 존재에 대한 증거가 없지만 초기 우주에는 많은 저 질량/희미한 은하가 있다는 것입니다."라고 그녀는 말합니다. “이것은 첫 번째 별과 첫 은하 가이 놀라운 악기 Hubble이 조사 할 수있는 것보다 더 일찍 형성되어야 함을 시사합니다.
"내년에 2021 년에 출시 될 예정인 James Webb Space Telescope는 우주가 불과 2 억 년이 된 한 훨씬 더 멀리 돌아올 것입니다."
.James Webb Space 망원경이 시작되기 전에도 이러한 결과가 우연이 될 수 있다는 생각을 무시하는 것처럼, 이전의 거대한 은하로 더 넓은 전환을 나타내지 않는 것처럼, Tiantian Yuan은 아직 출판되지 않은 추가 발견을 설명합니다.
"나는 실제로 초기 우주에서 더 많은 충돌 반지 은하를 발견했다!" 위안을 외칩니다. “중력으로 렌즈를받는 시원한 것이있어 반지를 더 선명하게 볼 수 있습니다.
“이 새로운 반지는 R5519보다 10 억 년이 더 걸렸다 고 말할 수 있으며 R5519와 크게 다르며 근처 우주의 반지와 비슷합니다.”
우리가 은하 진화에 대한 아이디어를 개선 할 때 우리는 두 가지 상충되는 이론을 제시 할 때 진실은 그 사이에있는 곳이라는 것을 알게 될 것입니다. 따라서, 우리가 현재 진행중인 은하의 형성을 관찰 할 때, 은하 사이의 합병과 우주 역사의 복잡한 구조는 은하 진화가 느리고 빠르게 진행될 수 있음을 발견 할 수 있습니다.
바라건대,이 모델의 혼합은 또한 얇은 디스크에서 나선형 암, 고리 및 막대가 어떻게 발생하는지에 대한 정확한 레시피를 제공 할 것입니다. 현재 부족한 것.
Yuan은“이러한 발견이 의미하는 바는 우리가 새로운 시대에 들어가서 은하계의 다른 구조가 어떻게 처음 형성되었는지에 대한 질문을 할 수 있다는 것입니다. “은하는 한 번에 형성되지 않습니다. 일부 부품은 먼저 조립되었고 다른 부분은 나중에 진화했습니다.
“이제 모델이 다음 수준의 정밀도와 정확도로 발전해야 할 때입니다. 직소 퍼즐과 마찬가지로, 우리가 관찰에서 더 많은 조각을 드러내고, 이론적 모델을 정확하게하는 것이 더 어려워지고, 우리가 자연의 숙달을 파악하는 것이 더 어려워집니다.”
.출처 및 추가 읽기
원. T, Elagi. A, Labbe. 나, Kacprzak. G. G 등,‘거대한 반지를 가진 젊은 우주의 거대한 은하계’ [2020].
Neeleman. M, Prochaska. J. X, Kanekar. N, Rafelski. M, [2020],‘빅뱅 이후 차갑고 거대한 회전 디스크 갤럭시’, 자연, [https://www.nature.com/articles/s41586-020-2276-y]
Bhatawdekar. R, Conselice. C. J, Margalef-Bentabol. B, 던컨. K,‘허블 프론티어 필드에서 Z =6-9의 갤럭시 스텔라 질량 기능 및 UV 광도 기능의 진화, 왕립 천문 학회의 월간 통지 , Volume 486, Issue 3, 2019 년 7 월, 3805–3830, [2019], https://doi.org/10.1093/mnras/stz866
