日前，美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校的天文学家利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）在SPT-S J031132-5823.4（简称SPT0311-58）星系中检测到了水和一氧化碳分子，这是一对在宇宙只有7.8亿年历史时看到的星系。这一探测表明，在早期恒星中的元素被锻造后不久，分子宇宙就开始强劲发展。

这是迄今为止对早期宇宙中一个星系的分子气体含量的最详细研究，也是在常规恒星形成星系中对水分子的最远探测。

SPT0311-58于2017年首次被ALMA发现，由两个巨大的恒星形成的星系组成。它是迄今为止在“重化纪元”期间发现的最大规模的红外发光系统。“重化纪元”发生在宇宙只有7.8亿年的时候（大约是宇宙目前年龄的5%），当时第一批恒星和星系正在诞生。

这个星系是目前已知的在高红移下质量最大的星系。高红移星系指的是位于遥远的宇宙深处，在宇宙还非常年轻的时候就形成的星系。与宇宙早期的其他星系相比，高红移星系有更多的气体和尘埃，这使天文学家有更多潜在的机会来观察丰富的分子，并更好地了解这些创造生命的元素如何影响早期宇宙的发展。

伊利诺伊大学的博士生Sreevani Jarugula表示：“早期星系形成恒星的速度是银河系的数千倍。研究这些早期星系的气体和尘埃含量可以让我们了解它们的特性，例如有多少恒星正在形成，气体转化为恒星的速度，星系如何相互作用以及与星际介质的相互作用，等等。”

这项研究不仅提供了关于水在宇宙中何处存在以及在多远存在的答案，而且还引起了一个大问题。这么多的气体和尘埃是如何在宇宙中如此早地集合起来形成恒星和星系的？为了寻求答案，天文学家需要进一步研究这些和类似的恒星形成星系，以更好地了解早期宇宙的结构形成和演变。

这些气体和尘埃分子的形成原理或许有助于解答地球上生命起源的谜题，对这些分子持续不断 的研究，能让人类更加了解宇宙起源的基本过程。

该研究题为"Molecular Line Observations in Two Dusty Star-Forming Galaxies at z = 6.9"，发表在《天体物理学杂志》上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文

https://arxiv.org/abs/2108.11319

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