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      作者:馮維維 來源:中國科學報 發布時間:2021/8/31 14:02:59
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      造星讓宇宙“變污”

       

      星系排出污染的廢氣。圖片來源:James Josephides

      由澳大利亞國立大學及三維全天天體物理學卓越中心(ARC ASTRO 3D)的Alex Cameron和Deanne Fisher的帶領的一個天文學團隊,利用夏威夷WM Keck天文臺的一種新成像系統證明了,流入一個星系的物質比流出的物質更清潔。相關研究結論近日發表于《天體物理學雜志》。

      “巨大的氣體云會被吸引到星系中,在恒星形成過程中被使用。”澳大利亞斯威本大學天體物理和超級計算中心的副教授Deanne Fisher說,這些進入星系的物質由氫和氦組成。通過Keck宇宙網絡成象儀的新設備,他們能夠確認,由這些“新鮮”的氣體形成的恒星最終會把大量物質驅逐出該星系,主要是通過超新星的方式。

      “但這些物質不再干凈了——它含有很多其他元素,包括氧、碳和鐵。”他說。

      原子涌進星系的過程被稱為“吸積”,而最終它們被驅逐的過程被稱為“流出”,這是控制星系增長及質量、大小的重要機制。

      到目前為止,流入和流出物質的構成只能依靠猜測。這項研究第一次在銀河系以外的星系中證實了這一循環周期。

      為了獲得這些發現,研究人員將注意力集中在一個名為Mrk 1486的星系上,該星系距離太陽約5億光年,正在經歷一個非??焖俚暮阈切纬蓵r期。

      “我們發現,氣體進出(星系)有一個非常清晰的結構。”最近剛從澳大利亞墨爾本大學轉到英國牛津大學的Alex Cameron解釋說,其他參與這項工作的科學家來自美國的得克薩斯大學奧斯汀分校、馬里蘭大學帕克分校和加州大學圣迭戈分校,以及智利的康塞普西翁大學。

      “把銀河系想象成一個旋轉的飛盤。這些氣體從外面的宇宙進入,相對來說沒有受到污染,然后圍繞著星系周圍,冷凝形成新的恒星。當這些恒星隨后爆炸時,它們會通過把其他氣體(包含了其他元素)推出去。”他說。

      構成元素周期表一半以上的元素是通過核聚變在恒星核心深處形成的。當恒星坍塌或變成新星時,其結果就會被拋射到宇宙中——在那里它們形成了新的恒星、行星、小行星,在地球上還形成了生命。

      對于這類研究來說,大多數星系的角度都很尷尬。Mrk 1486是觀測這一現象的最佳候選天體,因為它“面朝”地球,這意味著其流出的氣體可以很容易地觀測到,從而有助測量其成分。

      “這項工作對天文學家來說很重要,我們第一次能夠限制那些強烈影響星系如何形成恒星的力量。”Fisher補充說,“這讓我們可以更深入地了解了星系是如何形成的,為什么會這樣,以及它們會持續多久。”

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      https://doi.org/10.3847/2041-8213/ac18ca

       
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