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科技前沿

研究人员发现向大型早期星系供养的冷气管道

2021-02-26 14:51:23科技前沿
为了诞生,星系需要稳定的冷气体饮食来进行重力崩溃。银河系越大,凝聚和生长所需要的冷气体就越多。
在早期宇宙中发现的大量星系需要大量的冷气体-储存的气体总量是我们太阳质量的1000亿倍。
但是,当这些早期的超大型星系被更热的环境所包围时,它们又从哪里得到这么多的冷气体呢?在一项新的研究中,以爱荷华大学为首的天文学家报告了直接的,观测到的证据,他们认为这些气体提供了这些早期的大规模星系。他们发现了在早期大规模星系的暗物质晕中刺穿热气的冷气管道,为该星系提供了形成恒星的物质。
大约二十年前,从事模拟工作的物理学

为了诞生,星系需要稳定的冷气体饮食来进行重力崩溃。银河系越大,凝聚和生长所需要的冷气体就越多。

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在早期宇宙中发现的大量星系需要大量的冷气体-储存的气体总量是我们太阳质量的1000亿倍。

但是,当这些早期的超大型星系被更热的环境所包围时,它们又从哪里得到这么多的冷气体呢?

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在一项新的研究中,以爱荷华大学为首的天文学家报告了直接的,观测到的证据,他们认为这些气体提供了这些早期的大规模星系。他们发现了在早期大规模星系的暗物质晕中刺穿热气的冷气管道,为该星系提供了形成恒星的物质。

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大约二十年前,从事模拟工作的物理学家提出理论认为,在宇宙早期,宇宙细丝将冷气体和呈结点状的胚胎状星系运送至暗物质光环,在此它们全部聚集成团,形成庞大的星系。该理论认为,长丝需要很窄,并用冷气体密集地填充,以免被周围较热的大气剥落。

但是该理论缺乏直接的证据。在这项研究中,科学家研究了围绕巨大星系形成的气态区域,该星系是在宇宙存在约25亿年或仅占其当前年龄的20%时形成的。该星系以前未被研究过,因此该团队花了五年的时间来确定其确切的位置和距离(通过其红移)。该团队需要一个装备精良的天文台,即“阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列”,因为目标星系的环境尘土飞扬,只能在电磁波谱的亚毫米范围内看到。

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爱荷华州物理与天文学系副教授,这项研究的负责人和通讯作者海福说:“这是原型,这是我们检测到正在送入非常庞大星系的晕圈流的第一种情况。”“根据我们的观察,这些水流可以在大约十亿年的时间里填满水库,这比我们所观测到的时代对银河系可用的时间短得多。”

至关重要的是,研究人员找到了两个背景类星体,它们被投影到目标星系的角距离很近,就像木星和土星的运动如何使它们在去年12月大合相期间从地球上看向彼此靠得更近。由于这种独特的构造,类星体的光穿透了前景星系的晕气,留下了化学“指纹”,从而证实了冷气流的存在。

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这些化学指纹表明,气流中的气体含有低浓度的重元素,例如铝,碳,铁和镁。由于这些元素是在恒星仍然发光时形成的,并在恒星死亡时释放到周围的介质中,因此研究人员确定冷气流必须从外部流入,而不是从造星星系本身中排出。

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