模擬揭示最早星團的形成

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根據新的計算機模擬,宇宙中最早的星團可能起源於比我們銀河系中觀測到的任何星雲都要大近1000倍的冷氣體雲。這些發現昨天在加拿大天文學會年會上發表,也表明球狀星團——宇宙中最古老的星團——的形成方式與銀河系中相對較近的星團形成方式類似。

麥克馬斯特大學的拉爾夫·普德里茨和舊金山城市學院的梅琳達·威爾專門設計了他們的計算機模型來研究分子云的演化。在先前大規模模型研究的基礎上,他們本質上是對模擬進行了放大,以便檢查單個星系的形成。他們還考慮了氣體的存在,許多較大的模型忽略了這一點,因為它只佔宇宙的5%。研究人員確定,當年輕星系中較小的氣體雲碰撞並粘合在一起時,會形成超巨型分子云(SGMC)。普德里茨和威爾使用所謂的λ-CDM宇宙學模型(該模型假設宇宙的膨脹速度正在加速),發現SGMC在約132億年前達到了能夠形成球狀星團的質量。由於這個年齡與最古老的球狀星團的年齡相符,因此該模擬與現有的觀測結果非常吻合。

特別值得注意的是,SGMC產生的質量譜與巨型分子云(GMC)的質量譜相似,而GMC負責我們銀河系中恆星的形成。因此,這兩種型別的雲在大型物體和小物體的分佈上相似。普德里茨說:“我們的研究結果表明,宇宙中最早的星團的形成,與我們在銀河系附近看到的星團(例如獵戶座星雲中著名的梯形星團(見圖))的形成在性質上沒有太大差異。”儘管它們似乎有一些相似的特徵,但兩種型別的雲的絕對大小仍然存在顯著差異:GMC的質量接近太陽的百萬倍,而SGMC的質量接近太陽的十億倍。根據普德里茨的說法,“相比之下,獵戶座星團是矮星團——數千個獵戶座星團可以整齊地塞進一個球狀星團中。”

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