在距离地球128亿光年的星系中发现的水

根据位于智利沙漠的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)的最新观测结果，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的天文学家在SPT0311-58中发现了水和一氧化碳，该星系距离地球近128.8亿光年，是早期宇宙中质量最大的星系。大量的这两种分子表明，分子宇宙在元素早期形成后不久就变得强大了。这是迄今为止对早期宇宙星系中分子气体含量最详细的研究，也是对常规恒星形成星系中水分子的最远探测。该研究发表于2010年3月10日。

SPT0311-58实际上由两个星系组成，最早发现于2017年。它是在宇宙再电离时期形成的。再电离期发生在宇宙只有7.8亿年的时候，当时有许多恒星和星系正在诞生(目前的宇宙大约有140亿年)。科学家认为，这两个星系可能正在合并，最终演化为目前已知的质量最高的高红移星系。与早期宇宙中的其他星系相比，它含有更多的气体和尘埃，这让人们有机会观察到丰富的分子，更好地了解这些创造生命的元素是如何影响早期宇宙的诞生、生长和演化的。

“利用ALMA以高分辨率观测星系中统称为SPT0311-58的分子气体，我们在较大的星系中探测到了水和一氧化碳分子。”“尤其是氧和碳，是第一代元素。在一氧化碳和水的分子形式中，它们对生命非常重要，”伊利诺伊大学天文学家、这项新研究的首席研究员斯里瓦尼亚鲁古拉(Srivani Yarugura)说。

特别是，水是宇宙中第三丰富的分子，仅次于分子氢和一氧化碳。鲁古拉说，宇宙中的尘埃吸收了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。这进一步刺激水分子，导致可观察到的水“发射”。这种相关性可以用来开发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。

"早期星系形成恒星的速度比银河系快几千倍."雅古拉说。研究这些早期星系的气体和尘埃含量，可以帮助我们了解它们的性质，比如有多少恒星正在形成，气体转化为恒星的速度，以及星系与星际介质的相互作用。

Yagula说，这项研究不仅有助于研究水在宇宙中可能存在的位置和距离，还提出了一个大问题：宇宙中这么多气体和尘埃是如何这么早聚集的，恒星和星系是如何形成的？想要知道答案，需要进一步研究这些以及类似的恒星形成星系，才能更好地了解早期宇宙的结构形成和演化。实