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清华团队揭秘星系演化，首次观测到“循环内流”
发布时间：2023-05-06 21:11:58 来源：中国青年报

中国青年报客户端讯（中青报·中青网记者 张渺）日前，清华大学天文系蔡峥团队通过全波段数据，直接探测到早期宇宙中星系周围气体进入星系的详细过程，证实了重元素丰度较高的“循环内流”是驱动星系恒星形成的关键，为理解星系“生态系统”及星系演化迈出重要一步。

相关研究成果于5月5日在线发表于《科学》。博士生张世武为论文的第一作者，清华大学副教授蔡峥为项目PI、文章通讯作者、共同第一作者。清华大学副教授许丹丹等提供了重要的理论支持。

蔡峥团队利用世界上最大的光学望远镜“凯克”，对110亿光年外的一个巨大气体星云进行了观测。团队利用其先进的成像光谱仪“宇宙网成像器”，成功探测到了星系周围气体的氢元素以及多种重元素辐射，并进一步估计出重元素的大尺度空间分布。这意味着在宇宙早期，星系周围气体已经富含重元素。


(相关资料图)

气体进入星系细节，揭开大质量星系恒星形成之谜。清华大学供图

“用一句话概括就是，我们发现，循环内流是驱动宇宙早期的大质量星系形成恒星的关键。星系就是在气体环境中生长和演化的。”蔡峥说。

星系吸积星系外气体形成恒星的详细过程，一直是天体物理学研究的热点。“宇宙生态系统”作为需要解决的重要问题之一，其中一个关键就是大质量星系形成演化的机制问题。

研究者通过光谱和数值模拟分析发现，这些富含重元素的电离气体，极为可能是早先被星系中心的活动星系核喷射到星系周围，通过复合辐射、禁戒跃迁辐射等过程冷却下来，在引力和环境角动量共同作用下，重新回流入星系，形成“循环冷气体流”。对观测到的气体动力学建模进一步表明，循环气体流是朝星系流入的，可以促进和维持恒星形成活动。本次发现对星系如何与大尺度环境进行物质交换提供了清晰的图景，表明“循环气体流”是驱动早期宇宙大质量星系形成的重要机制。

气体的内流与循环内流和星系形成紧密相关。清华大学供图

据悉，清华大学正在筹备MUST巡天望远镜。未来，结合更大口径、更大视场的光谱巡天望远镜，将让人们有望揭示星系中恒星形成的全貌。

“我们整个工作进行了七八年，”蔡峥感慨，“但未来是可期的，在未来的二十年，我们一定可以对星系形成和演化的全貌进行观测，全面地认知。”

来源：中国青年报客户端

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