天文学家发现隐藏在类星体背后的超亮红外星系

一个国际天文学家团队利用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）观测了一个名为“四叶苜蓿”的著名类星体。在观测过程中，他们偶然发现了一个新的超亮红外星系。这一发现于9月30日发表在《皇家天文学会月刊》上。

超亮红外星系（ULIRGs）的红外光度超过一万亿个太阳光度，恒星形成速率在每年100到1000个太阳质量之间，是本地宇宙中恒星形成最为强烈的星系。因此，发现这类新星系对于增进我们对恒星形成和演化的理解可能具有重要意义。

H1413 + 117，被称为“四叶苜蓿”，是一个红移约为2.56的四重透镜类星体。最近，由夏津直树（Natsuki H. Hayatsu）领导的一组天文学家利用ALMA对“四叶苜蓿”进行了研究。令人惊讶的是，这些观测揭示了在该类星体背后隐藏着一个超亮红外星系。

研究人员解释说：“没有光学对应体的尘埃密布、亚毫米波段选定的星系，在早期宇宙的恒星形成中占了不可忽视的比例。然而，通过传统的基于光学/紫外线的巡天很难探测到这类星系。我们报告了在红移为2.56的四重透镜类星体H1413 + 117背后偶然发现的这样一个光学暗星系。”

这个新的超亮红外星系在距离“四叶苜蓿”类星体约6角秒的位置被识别出来，红移约为3.39。该星系的分子质量在400 – 2300亿个太阳质量的水平，其黑洞质量估计约为10亿个太阳质量。

新发现的超亮红外星系的总X射线光度测量值约为400垓（10²¹）尔格/秒，而其总红外光度则处于2.8万亿个太阳光度的水平。该星系在光学上是暗的，似乎被高度遮挡。

研究发现，这个超亮红外星系中的分子气体尚未在动力学上稳定下来，这可能是由于早期阶段一次富含气体的大规模星系合并造成的。因此，天文学家预测，由于合并过程的触发，凭借其丰富的分子储备，该星系很可能继续处于星暴状态。

研究人员补充说，所研究的超亮红外星系有可能正处于热尘埃遮蔽星系（DOG）阶段的前身阶段，也许会朝着裸活动星系核（AGN）阶段，然后向本地宇宙中的椭圆星系演化。然而，为了就该系统目前的演化状态得出最终结论，还需要针对该星系的分子气体开展进一步研究。

论文作者总结道：“为了推断这样一个光学暗星系的演化阶段，无论是大质量星暴、类星体（QSO，即类恒星天体），还是热DOG，阐明气体的物理状态至关重要，特别是为恒星形成提供燃料的致密分子气体，这将是未来后续研究的主题。”