天文学家将重金属暴露在恒星形成的阴影下–“绝对令人着迷的东西”

研究人员在这项工作中使用的7,000个星系中的一个。

来自西澳大利亚大学位于国际射电天文学研究中心（ICRAR）节点的天文学家们已经开发出一种新的方法来研究星系中恒星形成的过程，从黎明到今天。

ICRAR的首席研究员Sabine Bellstedt博士说：“恒星可以被认为是巨大的核动力加工厂。”

“它们吸收氢和氦等较轻的元素，并且在数十亿年的时间里，产生了周期表中较重的元素，今天我们发现它们遍及整个宇宙。

贝尔斯特说：“人体中的碳，钙和铁，呼吸的空气中的氧气以及计算机中的硅都存在，因为一颗恒星产生了这些较重的元素，并将它们抛在了身后。”

“明星是宇宙中最终的元素工厂。”

艺术家对星系的印象。

要了解数十亿年前星系是如何形成恒星的，这是一项艰巨的任务，即使用功能强大的望远镜在遥远的宇宙中观测数十亿光年远的星系。

但是，附近的星系更容易观察。利用这些本地星系发出的光，天文学家可以通过取证将他们的生活史（称为恒星形成史）拼凑在一起。这使研究人员能够确定数十亿年前在婴儿期形成恒星的方式和时间，而不必费力地观察遥远的宇宙中的星系。

天文学家将地球附近的星系用作“本地”实验室。

研究人员在这项工作中使用的7,000个星系中的一个。

传统上，研究恒星形成历史的天文学家认为，银河系中的总体金属性（或重元素的数量）不会随时间变化。

但是，当他们使用这些模型来确定宇宙中的恒星应该何时形成时，其结果与他们通过望远镜看到的结果并不吻合。

艺术家的印象。 ProSpect代码分析星系。

贝尔斯特说：“结果与我们的观察结果不符，这是一个大问题。”“这告诉我们我们缺少了一些东西。”

“事实证明，缺少的成分是随着时间的流逝，银河系中重金属的逐渐积累。”

研究人员使用一种新的算法对来自近7000个附近星系的光的能量和波长进行建模，从而成功地重建了宇宙中大多数恒星形成的时间，这与望远镜观测首次吻合。

艺术家对ProSpect代码分析星系的印象。

新代码的设计者称为ProSpect，是ICRAR西澳大利亚大学分校的副教授Aaron Robotham。

Robotham说：“根据我们对这7000个附近星系的分析，这是我们第一次能够限制星系中较重元素随时间的变化”。

“在我们自己的家门口使用这个银河实验室将为我们提供很多观察力，以测试这种新方法，我们为它的运作感到非常兴奋。

“使用此工具，我们现在可以解剖附近的星系，以确定过去130亿年中任何阶段的宇宙状态以及恒星形成和质量增长的速率。

“这绝对是令人难以置信的东西。”

分析星系。

这项工作也证实了有关宇宙中大多数恒星何时形成的重要理论。

贝尔斯特说：“宇宙中的大多数恒星诞生于宇宙历史的早期，即巨大的星系中，大约是在大爆炸之后的三到四十亿年。”

“今天，宇宙已经存在了将近140亿年，而且大多数新星是在更小的星系中形成的。”

带注释的图表显示了从大爆炸到现在的恒星形成历史。

基于这项研究，该团队的下一个挑战将是扩大使用这种技术研究的星系的样本，以了解何时，何地，为什么星系死亡并停止形成新恒星。

Bellstedt和Robotham以及来自澳大利亚，英国和美国的同事在科学杂志《皇家天文学会月刊》上报告了他们的研究结果。

参考：“银河与群众大会（GAMA）：法医SED对银河系宇宙恒星形成历史和金属性演化的法医SED重建”，作者：Sabine Bellstedt，Aaron SG Robotham，Simon P Driver，Jessica E Thorne，Luke JM Davies，Claudia del P Lagos， Adam RH Stevens，Edward N Taylor，Ivan K Baldry，Amanda J Moffett，Andrew M Hopkins和Steven Phillipps，2020年9月11日，皇家天文学会月报。
10.1093 / mnras / staa2620

更多信息：

银河与质量大会（GAMA）是一个长达十年的项目，旨在探测从1kpc到1Mpc范围内的质量，能量和结构的演变–测量星系内部结构的性质，相互作用的对和合并，组环境和大型规模的结构。