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中國天眼發現宇宙中最大原子氣體系統 比銀河系大20倍

國內
TIME
2022-10-20 09:07
中國新聞網
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  FAST探測到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周圍天區中的原子氣體分布(用紅色光暈顯示:光暈越薄表示氣體柱密度越低)。圖中背景為用光學望遠鏡得到的彩色光學圖像,“斯蒂芬五重星系”位于圖像中間。嵌入圖是韋布空間望遠鏡最近發布的紅外波段彩圖:藍光和白光代表在近紅外波段的恒星輻射,橙色光和紅光代表在中紅外波段的氣體和塵埃輻射(圖源:NASA、ESA、CSA、STScI)。 中科院國家天文臺供圖

  在人類眼中,地球所在的太陽系已經非常浩瀚,人類探測器至今還無法飛出太陽系,但在宇宙視角下,太陽系只不過是銀河系中微不足道的一粒塵埃,比銀河系還要大20倍的原子氣體系統又會是怎樣的存在?中國天眼(FAST)最新就在宇宙中發現了這樣的存在。

  中國科學院國家天文臺徐聰研究員領導的國際團隊,近日利用被譽為中國天眼的500米口徑球面射電望遠鏡,對宇宙中著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周圍天區的氫原子氣體進行成像觀測,發現1個尺度大約為200萬光年的巨大原子氣體系統,比人類所在的銀河系大20倍。

  這是迄今為止在宇宙中探測到的最大的原子氣體系統,得益于中國天眼超高靈敏度帶來的前所未有的極端暗弱天體探測能力。該項天文重大發現及研究成果論文,北京時間10月19日夜間在國際著名學術期刊《自然》在線發表。

  徐聰研究員介紹說,觀測宇宙中的氣體是天體物理中一個非常重要的研究課題。宇宙中所有天體的起源都離不開原子氣體,例如星系主要的演化過程就是不斷從宇宙空間吸收原子氣體然后將其轉化為恒星的過程。射電天文波段能夠對宇宙中的原子氣體進行直接觀測,中國天眼是當今世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡,能夠探測到遠離星系中心的極其稀薄的彌散原子氣體所發出的暗弱輻射,從而為研究宇宙中天體的起源打開了一個嶄新的窗口。

  中國天眼最新發現20倍銀河系的巨大原子氣體系統,揭示了在遠離致密星系群“斯蒂芬五重星系”中心的外圍空間存在大尺度的低密度原子氣體結構。這些氣體結構的形成很可能與“斯蒂芬五重星系”早期形成時,星系間相互作用的歷史有關,已經存在了大約10億年。

  徐聰表示,這項發現對研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰,因為現有理論很難解釋為什么在如此漫長的時間里,這些稀薄的原子氣體仍沒有被宇宙空間中的紫外背景輻射電離。中國天眼的這項觀測成果預示著宇宙中可能存在更多這樣大尺度的低密度原子氣體結構。

  據了解,致密星系群“斯蒂芬五重星系”于1877年被法國天文學家斯蒂芬發現并以其名字命名,從發現至今,“斯蒂芬五重星系”一直是最受天文學界關注的星系群,也成為美歐最新一代韋布空間望遠鏡(JWST)第一批觀測并首次向公眾展示的5個目標之一。


THE END
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