ALMA望遠鏡揭密！宇宙嬰兒期的星系演化奧秘

天文學家透過ALMA望遠鏡的「CRISTAL觀測計劃」，成功窺探宇宙僅有10億歲時的星系形成過程。

這張藝術概念圖呈現早期宇宙中星系形成的景象：紅色區塊代表碳氣體，黑色部分則是暗塵埃，星爆星系正劇烈地形成恆星。ALMA的CRISTAL觀測計劃詳細記錄了眾多星系中的這個過程。圖片來源：NSF/AUI/NRAO/B. Saxton。

智利康塞普西翁大學天文學家Rodrigo Ignacio Herrera Camus博士表示：「ALMA突破性的穿透塵埃與氣體能力，讓我們能以前所未有的精細度觀察這些遙遠星系。」

「我們看到的不是模糊光斑，而是能解析這些星系的內部結構，真正理解其中發生的物理過程。」

在CRISTAL計劃中，研究團隊專注觀測一批符合「星系質量-恆星形成率」典型關係的星爆星系。ALMA觀測顯示，部分星系呈現有序旋轉，暗示早期盤狀結構正在形成；另一些則展現混亂運動與扭曲形狀，顯示星系碰撞與合併現象。

更驚人的是，ALMA偵測到遊離碳發射線顯示的氣體雲，延伸範圍遠超過恆星形成區域，這表示星系周圍存在巨量氣體儲備，可能成為未來恆星形成的燃料，或是被強大外流驅散。

多數觀測星系顯示恆星形成集中在特定團塊中，這為理解早期宇宙恆星誕生機制提供重要線索。

CRISTAL計劃建構的早期星系形成「家族肖像」。圖片來源：CRISTAL大型計劃。

其中最引人注目的發現是命名為CRISTAL-10的早期星系。該星系展現異常低的遊離碳與遠紅外光比例，這個特徵與本地宇宙中最明亮且塵埃遮蔽的星系Arp 220相似。深入研究這個星系將有助揭示早期宇宙星際介質的能量來源與物理狀態。

Herrera Camus博士強調：「CRISTAL提供的資料精細度是ALMA啟用前完全無法實現的。我們現在擁有一套早期星系演化的全新家族圖譜。」

「這些觀測結果正在挑戰現有星系形成模型，並開拓嶄新的研究方向。CRISTAL計劃充分展現ALMA在研究早期宇宙星系演化的強大能力。」

「透過追蹤孕育恆星形成的冷氣體與塵埃，ALMA正協助科學家拼湊出像銀河系這樣的星系究竟如何誕生的完整故事。」