天文学家领导绘制附近星系恒星历史的工作

由罗格斯大学新不伦瑞克分校天文学家领导的一个研究小组利用美国宇航局詹姆斯·韦伯太空望远镜收集的大量数据集，正在挖掘早期宇宙存在条件的线索。

据研究人员称，该团队已经对沃尔夫-伦德马克-梅洛特(WLM)星系中恒星的年龄进行了编目，构建了迄今为止最详细的图像。WLM是银河系的邻居，是一个活跃的恒星形成中心，其中包括130亿年前形成的古老恒星。

“通过如此深入地观察和清晰地观察，我们已经能够有效地回到过去，”艺术与科学学院物理和天文学系助理教授克里斯汀·麦克奎因(KristenMcQuinn)说，他领导了这项研究。研究成果发表在《天体物理学杂志》上。“你基本上是在进行一种考古挖掘，以寻找在宇宙历史早期形成的质量非常小的恒星。”

麦奎因称赞罗格斯大学高级研究计算办公室管理的阿玛雷尔高性能计算集群使团队能够计算银河系恒星发展的历史。麦克奎恩说，这项研究的一个方面涉及进行一项大规模计算并重复600次。

她补充说，主要的计算工作还有助于确认望远镜校准和数据处理程序，这将有利于更广泛的科学界。

麦奎因对所谓的“低质量”星系特别感兴趣。由于它们被认为主导了早期宇宙，因此研究人员可以研究恒星的形成、化学元素的演化以及恒星形成对星系气体和结构的影响。它们微弱地分布在天空中，构成了当地宇宙中的大部分星系。韦伯等先进望远镜使科学家能够更近距离地观察。

WLM–一个“不规则”星系，意味着它不具有独特的形状，例如螺旋或椭圆–由德国天文学家马克斯·沃尔夫(MaxWolf)于1909年发现，并于1926年由瑞典天文学家克努特·伦德马克(KnutLundmark)和英国天文学家更详细地描述菲利伯特·雅克·梅洛特。它位于本星系群的外围，本星系群是一个哑铃形的星系群，其中包括银河系。

麦克奎恩指出，位于本星系群的边缘，保护了WLM免受与其他星系混合的破坏，使其恒星种群处于原始状态，对研究很有用。天文学家对WLM也很感兴趣，因为它是一个动态、复杂的系统，含有大量气体，使其能够积极形成恒星。

为了制定星系的恒星形成历史(即宇宙中不同时期恒星诞生的速度)，麦奎因和她的团队使用望远镜对包含数十万颗恒星的大片天空进行了艰苦的归零。为了确定恒星的年龄，他们测量了它的颜色(温度的代表)和亮度。

麦克奎因说：“我们可以利用我们对恒星演化的了解以及这些颜色和亮度所表明的信息来基本上确定银河系恒星的年龄。”他补充说，研究人员随后计算了不同年龄的恒星，并绘制出了历史上恒星的出生率。宇宙。“你最终会感觉到你所看到的这座建筑有多古老。”

以这种方式对恒星进行编目表明，WLM的恒星产生能力会随着时间的推移而消退和流动。该团队的观测证实了科学家使用哈勃太空望远镜进行的早期评估，表明该星系在宇宙历史的早期30亿年期间产生了恒星。停顿了一会，又重新点燃。

麦奎恩说，她相信暂停是由早期宇宙特有的条件引起的。

“当时的宇宙非常热，”她说。“我们认为宇宙的温度最终加热了这个星系中的气体，并在一段时间内停止了恒星的形成。冷却期持续了数十亿年，然后恒星形成再次开始。”

这项研究是美国宇航局早期发布计划的一部分，该计划指定的科学家与太空望远镜科学研究所合作，进行旨在突出韦伯能力并帮助天文学家为未来观测做好准备的研究。

NASA于2021年12月发射了韦伯望远镜。这台大型镜面仪器绕太阳运行，距地球一百万英里。科学家们在望远镜上争夺时间来研究一系列课题，包括早期宇宙的条件、太阳系的历史以及寻找系外行星。

麦克奎因说：“这个项目将产生大量尚未完成的科学成果。”

参与这项研究的罗格斯大学其他研究人员包括罗格斯大学艺术与科学学院物理与天文学系的博士生马克斯·纽曼和博士后罗杰·科恩。