天文学家使用阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜观测到一起发生在128亿年前的罕见星系合并事件。这次合并预计将形成一颗怪物星系，伴随着强烈的类星体活动和恒星形成的爆发。这一发现对于理解宇宙早期星系和黑洞的形成阶段至关重要。
艺术家对本研究中观察到的相互作用星系的印象。合并过程中的引力相互作用触发了星暴和类星体活动。图片来源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)，T.Izumi 等人。
天文学家通过阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列（ALMA）望远镜观测到了一起发生在128亿年前的罕见星系合并事件。
这一早期宇宙事件涉及一对星系，它们的相互作用预计将创造出一个怪物星系，其特征是强烈的类星体活动和恒星形成的爆发。这样的发现对于理解宇宙中星系和黑洞的形成阶段至关重要。
在早期星系中的类星体活动
类星体是由早期宇宙中星系中心的超大质量黑洞吸入物质而产生的明亮天体。最被广泛接受的理论是，当两个富含气体的星系合并形成一个更大的星系时，两个星系的引力相互作用导致气体向其中一个或两个星系中的超大质量黑洞中心下落，引发类星体活动。
ALMA观测揭示合并星系
为了验证这一理论，由日本国立天文台的泉拓马领导的国际研究团队使用ALMA射电望远镜研究了已知最早的一对紧密类星体。这一对类星体是由日本爱媛大学的松冈义树在利用昴星团望远镜拍摄的图像中发现的。
这对类星体位于处女座方向，存在于宇宙的前9亿年中。这对类星体较暗，表明它们仍处于演化的早期阶段。ALMA的观测绘制了类星体的宿主星系，并显示这两个星系通过气体和尘埃的“桥”相连。这表明这两个星系实际上正在合并。
星系合并的影响
ALMA的观测还允许团队测量了气体的数量，这是新恒星形成的物质。团队发现这两个星系富含气体，这表明除了未来更强烈的类星体活动外，合并还将触发恒星形成的快速增加，称为“恒星暴增”。恒星暴增活动和强烈的类星体活动的结合预计将在早期宇宙中创造出一个超亮的怪物星系。
参考文献：
“Merging Gas-rich Galaxies That Harbor Low-luminosity Twin Quasars at z = 6.05: A Promising Progenitor of the Most Luminous Quasars” by Takuma Izumi, Yoshiki Matsuoka, Masafusa Onoue, Michael A. Strauss, Hideki Umehata, John D. Silverman, Tohru Nagao, Masatoshi Imanishi, Kotaro Kohno, Yoshiki Toba, Kazushi Iwasawa, Kouichiro Nakanishi, Mahoshi Sawamura, Seiji Fujimoto, Satoshi Kikuta, Toshihiro Kawaguchi, Kentaro Aoki and Tomotsugu Goto, 29 August 2024, The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ad57c6