在距離地球110億光年星系中發現銀河系類型的塵埃顆粒

一個由哥本哈根大學的尼爾斯玻爾研究所參與的國際研究小組，在距離地球110億光年的遙遠星系中發現了同樣類型的星際塵埃。這種類型的塵埃被發現在其他星系中是罕見的，新的發現在理解形成這種特殊類型星際塵埃需要什麼方面起著重要作用。星系是由許多單獨的部分組成的複雜結構，如恆星、氣體、塵埃和暗物質。儘管塵埃只代表星系中物質總量的一小部分，但它在恆星的形成以及恆星發出的光如何逃離星系中起著重要作用。塵埃顆粒可以吸收和散射光，塵埃顆粒在行星形成中也起著決定性作用，因此也對了解我們在地球上的存在起著決定性作用。星系中的塵埃由微小的碳、硅、鐵、鋁和其他重元素組成。

發現了餘輝，左邊是在爆炸前拍攝的一張照片，來自夏威夷的泛星望遠鏡。右邊是一幅北歐光學望遠鏡拍攝的同一片天空的圖像，爆炸發生幾分鐘後，Swift衛星記錄下了爆炸。圖片：Niels Bohr Institute

銀河系含有大量的碳質塵埃，這在其他星系中是非常罕見的。但是現在在一些非常遙遠星系中發現了一種類似塵埃，研究人員已經能夠利用伽瑪射線爆發的光進行研究。伽瑪射線爆發來自大質量恆星，當其核心的燃料耗盡時爆發。爆炸導致瀕死恆星發出強烈的光，天文學家可以利用這些光來分析星系的組成。具體地說，可以測量元素含量，並通過檢查從星系中逃逸出來的光，分析他們前進到塵埃性質的方式。在測量中，碳質塵埃被登記為「塵粒」，即含有上述成分的高值塵埃。這一紫外線塵埃腫塊現在已經在一個名為GRB180325A的伽馬射線中被發現，其結果在《天體物理學雜誌快報》上發表。

主要作者是Tayyaba Zafar，她在哥本哈根的Niels Bohr研究所完成了博士研究，現在在澳大利亞的Angle Australian Observatory工作。其他幾位來自NBI的研究人員是這篇文章的共同作者。GRB180325A於2018年3月28日被Neil Gehrel"s Swift Observatory (NASA)檢測到。Swift是一項探測垂死恆星伽瑪射線的衛星任務。當來自衛星的探測擊中天文學家時，一段忙碌的時期就開始了。天文學家試圖儘可能快地觀察天空的那一部分，以便獲得關鍵信息，使他們能夠研究爆炸產生的星系內部。在這個案例中，Kasper Heintz，他在Niels Bohr研究所做了碩士論文，現在是冰島大學的博士生。

在拉帕爾馬激活了北歐光學望遠鏡(不是)，尼爾斯·玻爾研究所的約翰·芬博教授正在那裡觀察另一個項目。在Swift發現的幾分鐘後，對伽瑪射線的第一次觀測得到了證實。來自NOT的觀測顯示，這顆恆星在一個紅移2.25的星系中爆炸，這意味著光已經傳播了大約110億光年。觀測立即顯示，銀河系中已知的塵埃隆起，存在於這個星系中。研究小組用x -射手光譜儀在智利的Cerro Paranal上觀察伽瑪射線爆發。總的來說，伽瑪射線爆發產生的4個餘輝的光譜得到了保證——所有這些都清晰地探測到了塵埃。

這是一個很好的例子，說明在太空和世界各地的觀察可以在一起工作，並在研究上取得突破。這項工作也使我們有理由對嘉士伯基金會表示感謝。沒有嘉士伯基金會，丹麥天文學就無法獲得超大望遠鏡。Kasper Heintz說：我們的光譜顯示，原子碳的存在似乎是塵埃形成的必要條件。之前觀測到的另外四種伽馬射線暴，也就是10年前探測到的最後一次。Tayyaba Zafar博士說：這種類型的進一步觀察將使我們能夠找到更多有這種塵埃撞擊的星系，從而更系統地研究宇宙和具有不同性質的星系的塵埃組成的相似性和差異。

博科園-科學科普｜參考期刊：Astrophysical Journal&Astrophysical Journal Letters｜來自：Niels Bohr研究所

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