观测到星系外部分子气体流,证实恒星形成的理论

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  一个国际科学家团队在星系外部观测到分子气体的「冷流」(cold stream),证实了星系内恒星形成的理论,并发表在《科学》期刊上。该团队使用了阿塔卡玛大型毫米及次毫米波阵列(ALMA)的无线电波望远镜阵列来观测冷流,并进一步了解其性质。

宇宙冷气体流和巨大的蚁丘星系相连接。由ALMA探测到的气体流中的碳原子放射以蓝色区块表示。这条气体流从右上角向下延伸,跨越了近50万光年。紫色范围表示蚁丘星系周围聚集了大量气体,而单个的小星系则用灰色表示。为了便于比较,右下角显示了与我们银河系大小相同比例的星系。Cosmic stream of cold gas connected to the massive Anthill Galaxy. Emission from carbon atoms in the stream is highlighted in blue, as detected with the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). The stream stretches from the top-right corner downward across almost half a million light-years. The purple colors represent a large reservoir of accumulated gas around the Anthill Galaxy, while individual small galaxies are shown in gray. For comparison, the rendition of a galaxy the size of our Milky Way Galaxy is shown at the same scale in the top-left corner. Credit: B. Emonts (NRAO/AUI/NSF)
图说:宇宙冷气体流和巨大的蚁丘星系相连接。由ALMA探测到的气体流中的碳原子放射以蓝色区块表示。这条气体流从右上角向下延伸,跨越了近50万光年。紫色范围表示蚁丘星系周围聚集了大量气体,而单个的小星系则用灰色表示。为了便于比较,右下角显示了与我们银河系大小相同比例的星系。资料来源:B. Emonts (NRAO/AUI/NSF)

  多年来,太空科学家一直认为,冷气体流在太空中形成,有时会落入星系,在那里它们为恒星的形成提供了食物。由于这些气体流的寒冷特性,要证明理论是正确的一直很困难,因它们的分辨率非常低。此外,它们含盖的范围很广,很难放大观察。尽管存在这些障碍,这项研究还是发现了这样一个气体流,为4C 41.17的星系提供食物的证据。该星系也被称为蚁丘星系(Anthill Galaxy),因为是由许多小星系组成,这些星系最终会在引力作用下合并成一个大质量星系。这是一个非常遥远的星系,距离地球约120亿光年,它的光在大爆炸后大约15亿年出现。因此,对它的观察使我们能够瞥见宇宙历史中非常遥远的阶段。

  为了找到这个气体流,他们必须把ALMA的无线电阵列尽可能靠近拉在一起,这样就可以在观测气体流全貌的同时,也观测到其中的恒星。他们测量出气体流的长度为50万光年。研究人员认为,此气体流主要由碳组成,尽管无法确认其所有成分,也无法确认其来源。他们所能看到的,正如理论所预测的那样,这股冷流正在落入星系内。

  研究人员计划利用ALMA继续研究,或使用新墨西哥州的甚大阵列,希望在气体流中发现在理论上也提到的一氧化碳,并发现更多的特征。(编译/台北天文馆吴典谚)

资料来源:Phys.org

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