距地128亿光年星系中发现水

在遥远的阿塔卡马沙漠中的ALMA阵列，最近捕捉到了令人振奋的信号。来自伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校的天文学家们，在距离地球近128.8亿光年的早期宇宙中最大的星系SPT0311-58内发现了水和一氧化碳的存在。这两种分子的丰富存在表明，在宇宙元素形成的早期阶段之后，分子宇宙便已经开始蓬勃发展。这一发现是对早期星系分子气体含量的最详尽研究，同时也将水分子的探测推进到了常规恒星形成星系中的最远端。

SPT0311-58实际上是由两个星系汇聚而成的壮丽景象，其诞生之际正值宇宙的再电离时期。这一时期发生在宇宙仅7.8亿岁的时候，当时一批恒星和星系正在宇宙间崭露头角（现今宇宙约140亿岁）。科学家们推测，这两个星系可能正在融合，最终将演化成目前已知的高红移星系中质量最大的星系。与其他早期宇宙中的星系相比，SPT0311-58拥有更为丰富的气体和尘埃，为我们提供了一个独特的视角，让我们能够观察丰富的分子并深入了解这些生命的创造元素是如何影响早期宇宙的诞生、成长和演化的。

伊利诺伊大学的天文学家斯里瓦尼雅鲁古拉博士，作为这项新研究的主要研究员，利用ALMA进行了高分辨率的观测。“在一氧化碳和水的分子形式中，氧和碳作为第一代元素被我们发现。”雅鲁古拉博士表示，“尤其是水，作为宇宙中第三丰富的分子，这次被我们发现是在一个大型星系中以气体形式存在的。”

宇宙中的尘埃吸收了来自银河系恒星的紫外线辐射，并以远红外光子的形式重新发射出去。这种过程进一步激活了水分子，产生了可以观察到的水的“发射”，这一现象可以帮助我们将水作为恒星形成的示踪剂，并将其应用于宇宙学尺度上的星系研究。雅鲁古拉博士指出：“早期星系的恒星形成速度比我们的银河系快数千倍。”通过研究这些早期星系的气体和尘埃含量，我们可以揭示它们的诸多性质，比如有多少恒星正在形成，气体转化为恒星的速度以及星系之间的相互作用等。

这项研究不仅仅让我们了解了宇宙中水和气体的存在位置和距离，更引发了一个引人深思的问题：宇宙中如此早期的阶段就聚集了这么多气体和尘埃，是如何快速形成恒星和星系的？为了找到答案，我们需要对这些以及类似的恒星形成星系进行更深入的研究，以便更好地了解早期宇宙的结构形成和演化过程。这是一项充满挑战的任务，但我们已经迈出了重要的一步。