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星系内外的“氢气体云”蕴育了恒星
发布时间:2019-11-07
 

在我们邻居的两个星系之间发现了巨量氢气云,天文学家的发现能够解答一个神秘性的问题:从星系“批量生产”的恒星所从哪里获得了“原材料”?他们找到了形成恒星“缺失的物质”,氢气“储量资源”的发现为研究恒星形成供了新的视野。5月8日出版的《自然》杂志刊登了天文学家和物理学家的研究成果。氢气云团“存储”在仙女星系(M31)和三角星系(M33)之间,星系间的丝状气团为在M31和M33星系形成新的恒星准备了丰富的材料。

西弗吉尼亚大学的物理研究生斯宾塞·沃尔夫、西弗吉尼亚大学的物理学助理教授丹尼尔·皮萨诺、凯斯西储大学、马里兰大学、国家射电天文台的研究人员共同合作,他们使用了国家科学基金会管理的格林班克望远镜,它位于国家射电天文台所在地西弗吉尼亚的格林班克,科学小组探测了两大星系之间的气体云。天文学家很早发现,在大片“空白地带”的星系之间实际上储藏了大量弥漫、电离化的热氢气云。天文学家几年前对M31和M33之间的区域进行过观测,他们发现了冷的中性氢云,当时没有获得氢气团结构的细节信息,他们不能判断中性氢气体云是否代表了某种新的宇宙特征。

星系内外的“氢气体云”蕴育了恒星

———疑难的确定

氢气是一种在宇宙广泛分布的高丰度气体,然而,氢气体发出的微弱信号通常难以确定,电离态氢气在视觉波段难以看清,通过使用位于佛吉尼亚州的格林班克射电望远镜,天文学家发现了它们的存在,沃尔夫和他的同事探测到中性氢的信号,中性氢气体在两个星系之间呈现离散态分布,而不连续中性氢气体的分布符合无特性气体场的特征,中性氢气体浓缩为丝状物,在星系间形成大片的气体云,它们的质量和矮星系的质量相同,绵延分布的范围在7800到21000光年之间。

通过对两大星系间气体云的观测,科学小组指出,巨量的氢气体云物质构成了未来恒星的摇篮。我们可以将氢气团看成是恒星诞生的“孵化器”、或“超级孵化器”,小的氢气团形成恒星的物质来源,大的氢气团以星云的形式存在,它们形成恒星系和星系的物质源泉。氢气云团在引力作用下不断地浓缩、挤压,氢元素气体在高温高压作用下产生热核反应。天文学家过去没有充分认识到,两个星系之间的气体云构成了恒星物质的来源。科学小组发现,部分氢气体云形成了浓缩型的团块,它们似乎效仿了矮星系组团的形态,矮星系是一种相对小的恒星集合体,矮星系的引力将恒星聚合在一起,矮星数量从几千到几百万颗不等,科学小组用射电望远镜来追踪星系间氢气体云的运动过程。格林班克天文台菲利克斯·洛克曼博士认为,氢气云团聚合的定向方式可能导致了丝状态暗物质的产生,如果存在丝状态的暗物质,那么暗物质通过引力框架的作用来压缩从周围的热气体场产生的气体云。

星系内外的“氢气体云”蕴育了恒星

———疑难的破解

澳大利亚联邦科学和工业化组织(CSIRO)的天文学和空间科学部门的科学家罗伯特·布劳恩认为,热的、电离化、弥漫在星系间的气体丝状物是对新一代恒星的“物质奖赏”,布劳恩在《科学》杂志发表了评论,他在2004年发表的一篇论文中第一次将在M31和M33之间分布的氢气体云进行了公布。一种天文学的疑难问题持续了很长时间,他们感到困惑的问题是,星系的氢气数量不够充分,不能满足所有恒星的诞生和成长对氢气体数量的需求,恒星的“孵化器工场”需要获得“原材料”的补偿,星系内的恒星以惊人的数量和速率成批地诞生,一定存在其它的物质供应渠道,星系外部的气体物质弥补了星系内的不足,额外的气体物质供给来自星系的外部。

中性氢气体从总的数量来看仅占小部分,而构成“氢气仓储”的大部分为一种看不见、炙热的电离态氢气体,在我们邻居星系的周围存在巨量的氢气体,恒星诞生所需的气体物质得到了充足的保障。人们长期以来持有一种观点,星系之间的相互作用决定了星系的演变,引力拖动的机制从数十亿年前到现在影响了星系的变化,星系相互的碰撞和合并改变了它们的形态。现在,天文学家根据新的观测得出了“修补性”的观点,星系之间的氢气云团在星系演化进程中扮演了十分关键的角色,气体云团的大量分布为星系的演变和恒星的形成带来了源源不断的“燃料”,巨量的星系间的气体物质弥补了星系内一些“缺失的物质”。

星系内外的“氢气体云”蕴育了恒星




(编译:2013-5-10)