天文学家发现近百个极端贫金属星系

科技日报记者 陆成宽

记者30日获悉，利用暗能量光谱巡天（DESI）数据，中国科学院国家天文台研究员邹虎领导的国际研究团队发现95个极端贫金属星系以及128个极端贫金属星系候选体。这些星系具有极低的化学元素丰度和较小的恒星质量，对研究宇宙早期的星系形成具有重要意义。相关研究成果在线发表于《天体物理学杂志》。

极端贫金属星系是一类特殊的星系，其金属元素丰度低于太阳金属元素丰度的十分之一。它们的演化状态非常原始，金属元素含量很低，因此被认为是研究星系化学演化理论以及星系演化早期物理过程的理想实验室。

尽管理论研究认为，在早期宇宙中极端贫金属星系应该普遍存在，但是由于它们质量小、光度低，人们很难在遥远的宇宙中探测到它们。因此，天文学家一直致力于在离我们近的宇宙中探测这类星系。

“过去几十年里，天文学家发现的极端贫金属星系只有几百个，而且天文学家并没有对这些极贫金属星系进行误差上的限制。因此，它们中相当一部分可能只是极端贫金属星系候选体。”邹虎坦言。

幸运的是，由于此前在北京-亚利桑那巡天中作出了贡献，邹虎领导的团队成为暗能量光谱巡天的创始成员。他们能够第一时间利用暗能量光谱巡天的大量星系光谱数据，开展极端贫金属星系的探测。

“在暗能量光谱巡天的近300万个星系光谱中，我们选择出了1623个星系；经过仔细研究，我们在这1623个星系中发现了223个金属丰度很小的星系。根据金属丰度的测量误差，我们确认了95个极端贫金属星系和128个极端贫金属星系候选体。”邹虎介绍。

研究人员通过分析发现，这批极端贫金属星系大多数处于相对低密度的环境中，具有极少的尘埃，同时其恒星形成活动非常强。其中，金属含量最低的极端贫金属星系的金属丰度约为太阳金属丰度的2.9%。此外，通过分析两个最贫金属丰度星系的成像数据，研究人员发现，它们具有明显不同的两种形态，表明这类星系可能存在不同的演化和物理起源。

邹虎表示，这一发现为理解星系的贫金属气体起源和宇宙早期的星系演化提供了关键数据。在未来，暗能量光谱巡天将观测数千万个恒星形成星系，研究团队将从暗能量光谱巡天中寻找更多的极端贫金属星系，以扩大样本量，从而更加系统地研究极端贫金属星系的性质以及它们在星系和宇宙演化中扮演的角色。

（受访者供图）