中外学者找到宇宙超大云团能量来源,有助了解星系形成和演化

任芳言/中国科学报

2020-03-26 08:31

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莱曼—阿尔法气团LAB6周围天区的三色图。 敖宜平供图

莱曼—阿尔法气团LAB6周围天区的三色图。 敖宜平供图

3月25日,《中国科学报》从中国科学院紫金山天文台获悉,由中、美、日、德等国学者组成的团队找到了宇宙超大云团——莱曼—阿尔法气团的形成依据,对人们了解星系形成及演化具有重要意义。相关成果近日发表于《自然—天文学》。
据论文通讯作者、中国科学院紫金山天文台研究员敖宜平介绍,宇宙中氢元素含量丰富,其原子中的电子在不同轨道上跃迁,发出特定波长的紫外光子,从而形成辐射并产生气体云,莱曼—阿尔法气团由此而来。本次研究的气团LAB6是个名副其实的“大家伙”,其体积相当于5个银河系,辐射能量相当于几十亿个太阳。
“团块里气体的运动可以告诉我们星系的状态。”敖宜平表示。通过欧洲南方天文台的甚大望远镜(VLT)和位于智利的阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波干涉阵(ALMA),研究人员可以获知气团中心星系的系统速度及气团谱线轮廓,从而确定一个事实:LAB6中心产生恒星的星系在为这一超大气团供能。
“还有其他的可能性。”敖宜平指出,“如果星系中心有一个超大质量黑洞,其附近发出的高能光子可以传播到很远,也可能形成莱曼—阿尔法辐射。”
此外,天文学家还罕见地发现LAB6中心有明显的气体下落迹象。“这是目前唯一的、在其中找到有明显气体下落证据的团块。”研究作者之一、美国犹他大学天文系副教授郑政表示,研究模型表明,这些下落气体来自星系间的冷气流。由于其体量小、金属含量低,研究者确定它们并非LAB6的能量来源。
为什么下落气体在莱曼—阿尔法气团中如此罕见?观测结果为研究者留下了新的问题。未来,研究者有望通过更准确的模型及动力学分析探索莱曼—阿尔法气团内部氢原子碰撞的过程及后果,进一步探讨此类气团对星系形成和演化的作用。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41550-020-1033-3
(原标题 中外学者找到宇宙超大云团能量来源)
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责任编辑:杨漾
图片编辑:张同泽
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