2021-09-28 18:46
清华大学天文系教授蔡峥及其团队通过观测首次发现宇宙中存在较重的元素，这些重元素来源于大质量星系的反馈作用。这一重要发现挑战了宇宙早期的重元素起源于小质量星系活动的假设，在观测宇宙学领域，对理解早期宇宙中的重元素从何而来以及它们是如何到达星际介质中的具有重要意义。该成果27日被国际知名天文期刊《自然·天文》刊发。
在宇宙中，绝大部分物质不在星系里，而是在星系之间。这部分弥散在星系之间广袤空间里的物质被称为星系际介质。在宇宙大爆炸之后不久，宇宙中只存在大量的氢、氦和少量的锂，而没有更重的元素，如碳元素和氧元素。但是科学家利用光谱，确认了星系际介质中已经存在较重的元素。现代宇宙学模拟指出，早期星际介质中的重元素主要是被小质量星系的反馈作用抛射到宇宙空间中的。在这个模型框架下，小质量星系的活动似乎是星际介质重元素起源的原因，但这一假设并没有在真实观测中被证实。
蔡峥及其团队利用国际上最大的射电望远镜——位于智利北部的“ALMA阵列”，在宇宙中的重元素附近发现了一个星系，团队将这个星系与数值模拟的结果进行对比后，吃惊地发现此星系要比理论预想的重1至2个量级，这意味着大质量星系对重元素起源的贡献可能比先前预想的重要得多。蔡峥表示，这个观测结果验证了宇宙中的重元素来自大质量星系的反馈作用，而并非来源于假设中的小质量星系，“这对研究星系的形成，甚至生命的起源都具有重要意义。”
