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揭星系神秘供给能力之谜 气体轻松穿透星际介质

http://www.kexue.com 2013-07-14 01:13:11 凤凰网  发表评论


  背景星系的热产生的光使得科学家能够探索星系是如何自我供给的

  美国太空网报道,如果星系只有它们形成时的气体量,那么它们在制造恒星时很快就会燃烧掉所有的气体供给。天文学家一直怀疑星系会从周围宇宙吸取资源以自我维持,但获得这样的证据一直都非常具有挑战性。然而,一项最新的方法使得科学家能够理解星系是如何持续运行的。利用另一个背景星系的明亮中央部分的照明,科学家发现了星系自我补充供给的目前最好的观测结果。

  天文学家小组利用了欧洲南方天文台位于智利的甚大望远镜研究位于南方天空杜鹃星座的两个天体。这个名为类星体的异常明亮的源属于由超大质量黑洞驱动的星系中央的一部分。透过前景星系,类星体发出的光不仅揭示了物质流入星系,还解释了它的运动以及组成。

  “这些冷却的气体——主要是氢原子——非常稀薄以至于非常难监测。”研究首席作者、法国图卢兹天体物理学与行星学研究所的尼古拉斯·布谢(Nicolas Bouch)这样说道。

  在此之前,天文学家利用规则的星系作为背景闪光。但由于这样的星系更加昏暗,背景源只限于最明亮的星系。利用最明亮的类星体——在这里是指HE2243-60——具有两个优势。“我们可以研究环绕任何星系的气体,无论它的亮度是多少,” 布谢说道。这样的匹配将会揭示气体的位置,也就是布谢所谓的“至关重要的信息”。

  利用类星体还使得科学家能够研究更加遥远的星系。年轻星系大约距离银河系110亿光年远,这相当于可见宇宙宽度的80%。“这是非常年轻的星系,大约出现在宇宙大爆炸后的20亿年,它目前仍然处于形成阶段。”

  之前的观测揭示了其他星系周围气体的存在,但布谢的研究小组能够论证环绕前景星系的周围气体其实是逐渐靠近星系的,而非远离星系。随着气体逐渐向内移动,它的速度也逐渐增加,直到最后达到环绕星系旋转的速度。

  这些气体并非立即朝星系中央冲去,而是聚集在星系晕,花费大约4亿年的时间到达星系中央。一旦到达那里,它就变成形成新恒星的原材料。发现向内涌入的气体的确出乎天文学家的意料,因为它们包含比之前模型预测的更加复杂的元素。这些元素在恒星内部形成,并且在恒星爆炸性死亡后散落四处,有的时候甚至从母星系中漂浮出来。“这暗示着5亿年或者10亿年之前存在原始星系气体和流出的气体之间的混合。” 布谢说道。

  这个最新的观测方法提供了更为细节研究的机会,但它自身也存在局限性。“不幸的是,这样明显的恒星气体对的数量,也就是背景类星体恰好位于星系天空的短距离内,非常罕见,”现存的配对必须表现出气体以向外流、不断累积或者其它类似结构的形式存在的迹象。布谢和他的研究小组打算利用一系列不同的望远镜和设备继续对类似星系进行研究。他们还打算利用欧洲航天局的多组分光探测器进行更为细节的观测,后者将于2013年晚期或者2014年早期投入使用。“这意味着我们能够描绘出星系际气体,多亏了这些设备的空前的高度敏感性。” 布谢说道。(编译/严炎刘星)

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