天文学家发现MAMBO-9，最遥远的尘土飞扬的恒星形成星系-“我们怀疑它是否真实”

艺术家对MAMBO-9在可见光下的外观印象。该星系尘土飞扬，尚未建立其大部分恒星。

使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的天文学家发现了一个巨大的星系，仅在“大爆炸”之后的9.7亿年就看到了。这个名为MAMBO-9的星系是有史以来最遥远的尘埃形成星系，无需借助引力透镜即可观测到。

“我们怀疑它是否真实，因为我们无法用其他望远镜找到它。但是，如果它是真实的，它必须离得很远。”—曼努埃尔·阿拉维纳

尘土飞扬的恒星系是宇宙中强度最高的恒星托儿所。它们形成恒星的速度高达每年太阳质量的几千倍（我们银河系的恒星形成速度仅为每年三个太阳质量），并且它们包含大量的气体和尘埃。这样的怪物星系预计不会在宇宙历史的早期形成，但是天文学家已经发现了其中的几个星系，这是在宇宙还不到十亿年的时候看到的。其中之一是星系SPT0311-58，ALMA在2018年对其进行了观测。

由于其极端行为，天文学家认为这些尘土飞扬的星系在宇宙演化中起着重要作用。但是找到它们说起来容易做起来难。得克萨斯大学奥斯汀分校的凯特琳·凯西（Caitlin Casey）说：“这些星系往往隐藏在视线之外。”《天体物理学杂志》上发表的一项研究的主要作者。“我们知道它们在那里，但是不容易找到它们，因为它们的星光隐藏在尘埃云中。”

名为MAMBO-9的尘埃形成恒星星系的ALMA无线电影像。星系由两部分组成，并且正在合并中。

共同作者曼努埃尔·阿拉维纳（Manuel Aravena）十年前已经使用西班牙的IRAM 30米望远镜上的Max-Planck毫米波温度计（MAMBO）仪器和法国的Plateau de Bure干涉仪使用了MAMBO-9的光。但是这些观测不够灵敏，无法揭示星系的距离。“我们怀疑它是否真实，因为我们无法用其他望远镜找到它。但是，如果它是真实的，它必须离它很远。”当时是博士学位的Aravena说。她是德国的学生，目前在智利的圣地亚哥门户网站工作。

由于ALMA的敏感性，Casey和她的团队现在能够确定MAMBO-9的距离。凯西说：“我们在一项新的ALMA调查中找到了该星系，该调查专门用于识别早期宇宙中尘土飞扬的恒星形成星系。”“而且这种观察的特别之处在于，这是我们有史以来以无阻碍的方式看到的最遥远的尘埃星系。”

遥远星系的光线经常被距离我们更近的其他星系所阻挡。这些位于前方的星系起着引力透镜的作用：它们使来自更遥远星系的光弯曲。这种透镜效果使望远镜更容易发现远处的物体（这是ALMA看到星系SPT0311-58的方式）。但这也会扭曲对象的图像，从而使细节更难辨认。

在这项研究中，天文学家直接看到了MAMBO-9，没有透镜，这使他们能够测量其质量。“银河系中的气体和尘埃总量巨大：是银河系中所有恒星的十倍。这意味着它还没有建立起大部分的恒星。”凯西解释说。星系由两部分组成，并且正在合并中。

凯西希望在ALMA调查中找到更遥远的尘埃星系，这将使人们深入了解它们的普遍性，这些巨大的星系在宇宙中如此早期形成的原因以及它们为何如此尘土飞扬。她说：“灰尘通常是垂死恒星的副产物。”“我们期望恒星比尘埃多一百倍。但是MAMBO-9尚未产生那么多的恒星，我们想知道在大爆炸之后尘埃如何迅速形成。”

NRAO和ALMA国家科学基金会计划官员Joe Pesce说：“使用功能更强大的新技术进行观察会产生出乎意料的发现，例如MAMBO-9。“尽管在宇宙历史的早期解释这样一个巨大的星系是具有挑战性的，但是这样的发现使天文学家对宇宙有了更好的理解，并提出了更多有关宇宙的问题。”

MAMBO-9发出的光传播了约130亿年，到达了ALMA的天线（今天的宇宙大约有138亿年的历史）。这意味着我们可以看到过去的银河系（观看上面的视频以了解ALMA作为时间机器的工作方式）。如今，银河系可能更大，它所居住的恒星比银河系多一百倍，它们位于一个庞大的银河系星团中。

参考：Caitlin M. Casey，Jorge A. Zavala，Manuel Aravena，MatthieuBéthermin，Karina I. Caputi，Jaclyn B. Champagne，David L. Clements和Elisabete撰写的“ z = 5.85处无透镜，尘土飞扬的恒星形成星系的物理特征” da Cunha，Patrick Drew，Steven L.Finkelstein，Christopher C.Hayward，Jehan S.Kartaltepe，Kirsten Knudsen，Anton M.Koekemoer，Georgios E.Magdis，Allison Man，Sinclaire M.Manning，Nick Z.Scoville，Kartik Sheth贾斯汀·斯皮克（Justin Spilker），约翰内斯·斯塔古恩（Johannes Staguhn），玛格丽塔·塔利亚（Margherita Talia），谷口佳明（Yoshiaki Taniguchi），苏恩·托夫特（Sune Toft），埃泽奎尔·特雷斯特（Ezequiel Treister）和闵云（Min Yun），2019年12月11日，天体物理学杂志。
10.3847 / 1538-4357 / ab52ff

国家射电天文台是美国国家自然科学基金会的机构，由美国联合大学（Associated University，Inc.）共同合作经营。