这些132亿年前的古老星尘来自宇宙最早的一批恒星

这些132亿年前的古老星尘来自宇宙最早的一批恒星

这些132亿年前的古老星尘来自宇宙最早的一批恒星

充满星际尘埃的A2744_YD4 星系想象图。现在科学家观测到的实际上是A2744_YD4差不多132亿前的样子。当时宇宙才刚刚诞生6亿年。这一时期，宇宙里的第一批恒星和星系正在形成。

借助欧洲南方天文台阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA），天文学家最近发现了迄今存在有星际尘埃的最遥远星系，并在其中发现了目前最遥远也是年代最早的氧元素。由于距离遥远，这一星系被观测到的时候，宇宙才诞生不久，年龄仅是现在的4%。因此，这些新的观测结果能够提供宇宙内第一批恒星诞生和死亡的全新视角。

这次被观测的星系编号为A2744_YD4。研究过程中，英国伦敦大学科学家Nicolas Laporte领导的国际天文学家小组惊讶的发现其中含有大量的星际尘埃，它们都来自早期的死亡恒星。随后，天文学发现A2744_YD4是一颗遥远而年轻(只是看起来年轻，实际已经很古老了)的星系，因此现在科学家看到的实际上是差不多132亿前的样子。当时宇宙才刚刚诞生6亿年。这一时期，宇宙里的第一批恒星和星系正在形成。

Nicolas Laporte说：“ A2744_YD4是ALMA目前观测过的最遥远星系，但更重要的是在其中发现的大量尘埃表明这一星系内发生过超新星爆发，抛洒出了这些尘埃。”

星际尘埃大小通常不到百万分之一厘米，由硅、碳、铝等元素组成。这些微粒中的化学元素来源于恒星的聚变反应。当恒星死亡（通常是壮观的超新星爆发）时，它们便被抛洒入茫茫太空。如今，宇宙里的星际尘埃相对丰富，它们也是恒星、行星及复杂分子云形成的关键基础；不过早期的宇宙里，在第一批恒星消亡之前，星际尘埃就相当罕见了。

哈勃太空望远镜拍摄的壮观星系团Abell 2744。 但在比这一星系团更为遥远的地方，还存在一个黯淡的星系A2744_YD4。ALMA的观测显示该星系含有大量星际尘埃（图中红色部分）。

星际尘埃如此微小， 所在的A2744_YD4星系又非常遥远，天文学家是如何发现这些尘埃的呢？原来，A2744_YD4恰好位于一个巨大的星系团Abell 2744的背面，借助于后者的引力透镜效应，A2744_YD4被放大了1.8倍，从而使得科学家能够穿越时空，看到宇宙诞生早期时的天体。

ALMA还探测到A2744_YD星系内存在离子氧，这是迄今在宇宙中发现的最遥远也是年代最早的氧元素。

追溯我们自身的起源

宇宙早期星际尘埃的发现，提供了第一批超新星爆发年代的线索，也标记了第一批热恒星照亮宇宙的时间。因此通过对早期星际尘埃的探测，天文学家能够测算“宇宙黎明”时期的年代，而这正是现代天文学的圣杯。

据研究人员估计，A2744_YD星系内的尘埃质量大约相当于600万个太阳。作为对比，银河系内所有恒星的质量大约相当于20亿个太阳，约为A2744_YD星系内的尘埃质量的300多倍。研究人员还测算了A2744_YD星系内恒星的形成速率，即平均每年形成的恒星总质量大约相当于20个太阳，而银河系内这一数值仅为1个太阳质量。

参与此项研究论文的联合作者 Richard Ellis解释说：”作为一个遥远的星系，这样的恒星形成速度很不寻常，但直接反应了A2744_YD4内星际尘埃产生的速度有多快。“

值得注意的是，A2744_YD4被观测到时，其中的恒星形成过程已经持续了2亿年，所以该星系差不多是在形成没多久后就被我们观测到了，为研究第一代恒星和星系所诞生的宇宙早期提供了绝佳机会。而我们的太阳，地球，以及我们自身都是当时第一代恒星的产物。研究它们的形成、死亡过程，正是在追溯我们自身的起源。