星际尘埃是星系的重要组成部分。它有利于恒星形成并推动星际介质的化学和物理学。然而,它以一种无法观察到的方式隐藏了大多数恒星。天体物理学家使用尘埃衰减定律,通过对来自星系的光进行逆向工程来量化那里有多少颗恒星,从而发现这些隐藏的恒星。

揭开隐藏的星星ALMA揭示了沙尘衰减

天体物理学家正试图估计尘埃星系中恒星发出的紫外线和可见光中有多少被尘埃吸收,然后在红外线范围内重新发射。然而,几十年来,问题在于控制尘埃衰减辐射过程的规律并未被充分了解。缺乏关于此过程所依赖的知识。当一组天体物理学家发现尘埃与星系形状之间隐藏的相关性时,情况发生了变化。

一个国际研究小组对距离我们超过100亿年的尘埃恒星形成星系有了新的发现。他们研究了早期宇宙中一百多个被尘埃严重遮蔽的星系,并使用各种物理方面研究了尘埃对辐射的衰减。他们的研究发表在《天文学与天体物理学》杂志上。

该团队由NCNPreludium资助获得者MahmoudHamed及其主管、另一位NCN资助获得者SONATABIS以及NCBJ天体物理学部的团队负责人KatarzynaMałek教授领导。波兰华沙国家核研究中心与法国南部马赛天体物理学实验室密切合作,使用尖端技术分析来回答这个存在十年的问题:管辖法律的形式是什么驻留在年轻宇宙中的星系中尘埃衰减过程的过程?

该团队发现,超级尘埃超大质量星系(质量大约是我们银河系的10倍)的估计物理特性在很大程度上取决于分析中用于描述尘埃衰减的模型。这项完整研究的突破性发现是,尘埃使恒星变暗的方式与在不同波长下观察到的星系形状密切相关。

分析结果表明,在星系中恒星种群分布紧凑且与尘埃分布一致的情况下,尘埃对其感知的影响可以用简单的衰减定律来解释,无需假设恒星的复杂几何形状和灰尘。这大大简化了对这些星系物理性质的计算和分析。

另一方面,该团队发现,当恒星人口区域的大小明显小于尘埃区域的大小时,必须包括尘埃衰减定律的复杂特征,以解释这些物体中的尘埃数量。粗略地说,考虑到星尘发射的相对紧凑性是至关重要的,特别是因为所使用的衰减定律类型可能会强烈影响我们对这些星系中关键元素的解释,例如它们的质量。

此外,令人震惊的是,恒星和尘埃之间的相对大小演化曲线在宇宙中午附近达到顶峰(宇宙中一个有趣的时期,星系除了大量形成恒星外什么也没做)。这些新发现让我们深入了解宇宙青春期时尘埃恒星形成星系的性质,这对于理解星系演化至关重要。研究小组希望他们的研究能够激发未来的研究,以调查詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)和阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列(ALMA)等大型仪器时代的尘埃衰减。