星空有约｜中国学者领衔揭示星系核球形成的奥秘

记者从中国科学院紫金山天文台获悉，该台天文学者领衔的国际研究团队基于大样本亚毫米波观测数据，首次确凿发现了遥远早期宇宙星暴星系中心原位核球形成的证据。这一发现为我们理解星系的形成和演化提供了新视角。北京时间12月5日，《自然》杂志在线发表了该项成果。

早期宇宙星暴星系中核球结构形成的示意图。

在宇宙形成的早期广泛存在一种特殊的星系——星暴星系。这些星系以迅猛的速度产生新的恒星，同时又以迅猛的势头引起超新星爆发，最终在星系中心形成超大质量黑洞。宇宙中大多数星系的中心都有一个由大量恒星聚集形成的密集区域，称为核球。而这些核球结构的形成机制一直是天文学中的一个谜团。

本次，科研团队依据阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列望远镜的高空间分辨率、高灵敏度数据，详细测量了一批宇宙早期大质量星暴星系的尘埃辐射特征。这些星系的红移可以追溯到“宇宙正午”时代，即距今约80至120亿年前，当时许多星系正在经历大规模的恒星形成活动。

研究团队发现，大多数样本星系的核心区域很可能已经形成了类似核球的结构，而不是传统认为的扁平盘状结构。

进一步宇宙学流体力学模拟则显示，冷气体吸积流入星系以及星系相互作用触发的剧烈恒星形成活动，很可能是导致这些星系核球结构形成的主要原因。这一过程在早期宇宙中非常普遍。

“新研究揭开了理解星系形态和演化的重要一角。在星系的中心区域，强烈的恒星形成活动直接形成了类似核球的结构。这些核球可能直接主导着星系的形态和演化，最终形成了今天我们所熟知的椭圆星系。”论文第一作者兼通讯作者、紫金山天文台副研究员谈清华说。

“未来随着更先进观测设备的使用，科学家有望获得早期宇宙星系形成的更完整图景，加深我们对整个宇宙如何随时间演化的理解。”谈清华说。

此项研究由中国科学院紫金山天文台领衔完成，参与单位有替代能源与原子能委员会巴黎-萨克雷大学中心、东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所等。

策划：孙闻

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