天文学家在恒星形成的星系中发现了迄今为止最遥远的氟


这幅艺术家的作品展示了NGP-190387,一个正在形成恒星的尘埃星系,它离我们如此之远,它发出的光花了120亿年才到达我们这里。ALMA的观测结果显示,NGP-190387的气体云中存在氟。到目前为止,这是在恒星形成星系中最远的探测到的元素,我们认为它在大爆炸后仅14亿年——大约是当前宇宙年龄的10%。这一发现揭示了恒星是如何形成氟的,表明被称为沃尔夫-拉叶的短命恒星最有可能是氟的诞生地。信贷ESO / M。Kornmesser

一个新的发现正在揭示荧光的光 - 在我们的骨骼和牙齿中发现的元素 - 在宇宙中伪造。

使用Atacama大毫米/亚瑟米阵列(ALMA),其中欧洲南部观测所(ESO)是一个合作伙伴,一支天文学家团队已经在一个银河系中检测到这一元素,这是遥远的光线已经超过120亿多年来联系我们。这是第一次在这种遥远的星形星系中发现氟。

“我们都知道氟,因为我们每天使用的牙膏中含有氟化物,”英国赫特福德大学的马克西米利恩·弗兰科(Maximilien Franco)说。他领导了今天发表在《自然天文学》(Nature Astronomy)上的这项新研究。和我们周围的大多数元素一样,氟是在恒星内部产生的,但直到现在,我们还不知道这种元素是如何产生的。“我们甚至不知道哪种类型的恒星产生了宇宙中大部分的氟!”

佛朗哥和他的合作者在远处的Galaxy NGP-190387的大型气体中发现了氟(氟化物的形式),我们认为宇宙只有14亿岁,约占其当前的10%年龄。由于恒星驱逐它们在核心中形成的元素,因为它们到达他们的生活结束时,这种检测意味着产生氟的星必须迅速地居住和死亡。

研究小组认为沃尔夫-拉叶恒星是最可能产生氟的恒星,这种恒星的质量非常大,寿命只有几百万年,在宇宙历史上只是一眨眼的时间。他们说,他们需要解释团队发现的氟化氢的数量。沃尔夫-拉耶恒星以前曾被认为是宇宙氟的可能来源,但天文学家直到现在才知道它们在早期宇宙中产生这种元素的重要性。

“我们已经表明,狼 - 流度明星是最庞大的恒星,可以在他们的生活结束时猛烈地爆炸,在某种程度上帮助我们保持良好的牙科健康!”笑话佛朗哥。

除了这些恒星之外,关于氟是如何产生和排出的,过去也曾提出过其他设想。一个例子包括巨大的、演化的恒星的脉动,这些恒星的质量是我们太阳的几倍,被称为渐近巨大分支恒星。但研究小组认为,这些情况可能无法完全解释NGP-190387中氟的含量,其中有些情况需要数十亿年才能发生。

“对于这个星系,花了几十美元或数亿年才能与银河系中的星星中的氟水平相当,这是135亿岁。这是一个完全意想不到的结果,”Chiaki Kobayashi,A赫特福德郡大学教授。“我们的测量为氟的起源增加了一个完全新的约束,已经研究了二十年。”

NGP-190387的发现标志着在银河系及其邻近星系之外首次发现氟的其中之一。天文学家此前已经在遥远的类星体中发现了这种元素。类星体是由一些星系中心的超大质量黑洞提供动力的明亮物体。但在宇宙历史如此早期的恒星形成星系中,还从未观测到过这种元素。

该团队的氟的检测是由于使用空间和地面的观察者而达成可能的可能性。NGP-190387最初发现欧洲航天局的HERSHEL空间天文台,后来观察到智利的ALMA,对其距离非常明亮。ALMA数据证实,NGP-190387的卓越发光度是由位于NGP-190387和地球之间的另一种已知的大型星系引起的,非常接近视线。这种大规模的星系放大了Franco和他的合作者观察到的光线,使他们能够发现NGP-190387中氟的数十亿年前的微弱辐射。

超大望远镜(ELT)是ESO的新旗舰项目,目前正在智利建造,并将于本十年晚些时候开始运行。对NGP-190387的未来研究可能会揭示有关该星系的更多秘密。智利ESO研究员杨陈涛说:“ALMA对寒冷的星际气体和尘埃发出的辐射非常敏感。”“通过ELT,我们将能够通过恒星的直射光观测NGP-190387,获得有关该星系恒星成分的关键信息。”

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本文介绍了本文中的“Z> 4”中的升值,以出现在自然的天文学(https://doi.org/10.1038/s41550-021-01515-9)。

The team is composed of M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, UK [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Canada and National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Canada), C. Yang (European Southern Observatory, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Spain), J. S. Spilker (Department of Astronomy, University of Texas at Austin, USA), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), M. J. Michałowski (Astronomical Observatory Institute, Faculty of Physics, Poland)

研究论文

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