当宇宙年龄不到10亿年时ALMA发现了类星体分子流出的影子

当宇宙年龄不到十亿年时，发现类星体有分子气体流出，理论预测得到了证实。类星体是一个由位于大质量星系中心的超大质量黑洞提供动力的致密区域。它们非常明亮，具有类似于恒星的点状外观，并且距离地球极其遥远。由于它们的距离和亮度，它们可以让我们一睹早期宇宙的状况，当时宇宙的年龄还不到10亿年。

由北海道大学助理教授DraganSalak、筑波大学助理教授Takuy​​aHashimoto和早稻田大学AkioInoue教授领导的研究小组首次发现了由分子气体流出驱动的恒星形成抑制的证据。早期宇宙中的类星体宿主星系。他们的发现基于他们使用智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)进行的观测，并发表在《天体物理学杂志》上。

分子气体对于恒星的形成至关重要。作为恒星形成的主要燃料，星系内普遍存在且高浓度的分子气体将导致大量恒星的形成。通过将这种气体喷射到星系间空间的速度快于恒星形成所消耗的速度，分子外流有效地抑制了类星体所在星系中恒星的形成。

“理论工作表明，分子气体流出在星系早期的形成和演化中发挥着重要作用，因为它们可以调节恒星的形成，”萨拉克解释道。“类星体是特别高能的来源，因此我们预计它们可能能够产生强大的能量流出。”

研究人员观察到的类星体J2054-0005具有非常高的红移——它和地球显然正在以非常快的速度相互远离。

“J2054-0005是遥远宇宙中最亮的类星体之一，因此我们决定将这个天体作为研究强大外流的绝佳候选者，”桥本说。

研究人员使用ALMA观察类星体中分子气体的流出。作为世界上唯一一台具有探测早期宇宙分子气体流出的灵敏度和频率覆盖范围的望远镜，ALMA是这项研究的关键。

谈到研究中使用的方法，萨拉克说：“流出的分子(OH)气体是在吸收过程中发现的。这意味着我们没有观察到直接来自OH分子的微波辐射;相反，我们观察到来自明亮类星体的辐射——吸收意味着OH分子碰巧吸收了类星体的部分辐射。因此，这就像通过看到气体在光源前投射的“阴影”来揭示气体的存在。”

这项研究的结果是第一个强有力的证据，证明类星体宿主星系存在强大的分子气体流出，并影响早期宇宙时代的星系演化。

“分子气体是星系的一个非常重要的组成部分，因为它是恒星形成的燃料，”萨拉克总结道。“我们的研究结果表明，类星体能够通过将分子气体喷射到星系间空间来抑制其宿主星系中的恒星形成。”