循环生态零星为新星降生提供“食粮”—往事—迷信网

一方面，食粮随着恒星组成以及星系中间超大品质黑洞吸积物资，循环星降信网超新星爆发、生态生提事迷行动星系核反映行动等星系中的零星高能行动会将星系中的重元素物资抛射到大尺度情景零星中，组成星系外流。为新另一方面，供往在暗物资晕强盛的食粮引力熏染下，星际空间的循环星降信网气体味源源不断地回流入星系内，也便是生态生提事迷星系内流。因此在一系列相互熏染下，零星星系、为新气体以及它们的供往暗物资晕配合组成为了星系生态零星。

在美国夏威夷海拔4200多米的食粮莫纳克亚山顶，凯克望远镜不断“望”着浩荡高深的循环星降信网星空，不革除了究宇宙的生态生提事迷怪异。

不久前，中国地舆学家经由凯克望远镜上的宇宙网成像器，散漫全波段审核，钻研了宇宙早期组成的大品质星系“猛犸象1号”星云周围的气体能源学妄想，进而模拟勾勒出该星系的生态零星组成图景。相关发现刊登在最新一期的《迷信》期刊上。

据悉，美国在其最新的地舆学十年妄想中，特意将“宇宙生态零星”，作为未来热门下场提出。其中一个紧张的下场，是大品质星系组成演化的机制下场。

事实上，像河汉系这样的大品质星系是若何组成并演化的，其中的大品质天体又是若何降生的，迷信界至今也没能作出很好的批注。这次最新钻研是否增长对于“星系生态零星”及星系演化机制的清晰？科技日报记者采访了退出这项钻研的清华大学地舆系团队中间成员。

星系生态零星的外流与内流

宇宙的根基单元是星系，星系是由数目重大的恒星系及星际灰尘组成。好比河汉系便是一个搜罗恒星、气体、宇宙灰尘以及暗物资，而且受到重力约束的大星系。

“在一系列相互熏染下，星系与星系周围气体（星系周介质）以及它们的暗物资晕配合组成所谓的星系生态零星。其中，气体对于星系的影响至关紧张。”论文第一作者、清华大学博士生张世武指出。

张世武批注说，在当初的星系演化实际框架下，星系处于重大的暗物资晕之中。早期宇宙中星系的典型直径约为多少万光年，而暗物资晕的典型直径约为多少十万光年。因此，暗物资晕的体积比星系体积大3个数目级。地舆学家审核发现，星系与暗物资晕之间普遍以氢原子/离子、氦原子/离子为主的气体，这便是星系周介质。其中，氢元实品质占比约为70%，氦元实品质占比约为20%。这些气体（介质）是星系演化与星系中恒星组成的质料，品质逾越星系中恒星品质的总以及。

张世武进一步批注说，当初的审核试验服从及实际模子以为，在演化历程中，星系与其周围情景密不可份。一方面，随着恒星组成以及星系中间超大品质黑洞吸积物资，超新星爆发、行动星系核反映行动等星系中的高能行动会将星系中的重元素物资抛射到大尺度情景零星中，组成星系外流。

另一方面，在暗物资晕强盛的引力熏染下，星际空间的气体味源源不断地回流入星系内，进一步增长其中的恒星组成或者超大品质黑洞削减，也便是星系内流。因此在一系列相互熏染下，星系、气体以及它们的暗物资晕配合组成为了星系生态零星。一些生态零星只存在繁多的中间星系，同时也有些生态零星中存在着由中间星系以及卫星星系配合组成的星系群。

早期宇宙中富含重元素

地舆学家普遍以为，大品质星系零星中的内流功能极低，不可能存在普遍较强的恒星组成行动。可是，对于早期宇宙的审核发现，良多大品质星系零星的中间星系存在猛烈的恒星组成行动，传统实际很难批注这一审核天气，因此宇宙早期大品质星系零星为甚么存在猛烈的恒星组成历程依然是一个谜。

“对于这种大品质星系生态零星中的气体妨碍直接成像，可能辅助咱们清晰其中的气体行动历程，从而揭开这一谜题。也便是说，在宇宙生态零星中，假如可能直接审核到星系吸积气体、组成恒星的细节，将大大增长对于全部生态零星妄想组成的清晰。但外流每一每一很简略审核到，而对于内流的直接审核实属罕有。”这次钻研的牵头人、文章通讯作者、清华大学副教授蔡峥指出，“这是由于星系周介质的面亮度很低，这就需要运用当初最大的望远镜加之最锐敏的光谱仪，能耐对于其妨碍审核。”

为了直接给星系“食粮”（星系周介质）妨碍直接成像，揭示早期宇宙的生态零星，蔡峥团队散漫一个国内团队，运用凯克望远镜上的宇宙网成像器，散漫从X射线、可见光、红内线到射电的全波段审核，对于110亿光年外、早期宇宙中的超大气体星云“猛犸象1号”妨碍了深入钻研。

“咱们乐成探测到星系周围气体的氢元素以及多种重元素辐射，并进一步估量出重元素的大尺度空间扩散。这象征着在宇宙早期，星系周围气体已经富含重元素。”蔡峥展现。

由于数据比力丰硕，钻研团队与国内上多少十名实际学家睁开了深入品评辩说，试验批注审核到的数据。其后，由于审核到的气体富含重元素，良多同行以为，气体行动学展现气体正在从外部喷向外部。可是散漫多少个国内下盛行的星系外流模子，并不能很好地拟合审核到的数据点。

公平钻研团队百思不患上其解时，团队成员之一、清华大学副教授许丹丹提出，概况旋转的、带有角动量的气体吸积（内流）可能批注审核数据。

许丹丹展现，被重元素增丰的气体个别都市被以为是星系外部喷进去的。可是，从数值模拟中迷信家发现，重元素品貌高的气体简直被外流带入大尺度星系周介质中，但至关一部份气体在暗物资晕引力以及情景角动量的配合影响下，如喷泉同样，以纤维网方式旋进回流星系。

因此，钻研团队经由循环内流模子，很好地讲明了多个审核下场：被重元素增丰的气体，可能经由重元素（碳元素等）复合辐射、禁戒跃迁辐射实用冷却，从而组成恒星。这种凉气体流，可能确定水平批注大品质星系恒星组成之谜。

反映气体“滋润”新生恒星

“这是一幅在宇宙尺度演出出的‘落红不是有情物，化作春泥更护花’。”蔡峥说，这一历程从前只出如今宇宙学的数字模拟中，但并无引起人们的留意。这次是钻研团队初次为星系若何与大尺度情景妨碍物资交流提供清晰了的图景，表明“循环气体流”是驱动早期宇宙大品质星系组成的紧张机制。

蔡峥批注说，正是由于从星系中被推出又返回星系的气体中含有大批重元素物资，这些物资相较于轻元素更易冷却，因此大大提升了星系外部的恒星构乐成用。星系中间黑洞把被重元素增丰的气体推向暗物资晕，后者如土壤同样，又把那些“施肥”的气体反映给星系，“滋润”出一颗颗新的恒星。

经由这样一个审核服从，可能使星系生态零星、星系组成以及演化机制逐渐清晰。蔡峥指出，从数值模拟以及审核动身，咱们以为循环内流机制可能普遍存在于早期宇宙的大品质星系生态零星中。本次的审核服从为星系生态零星实际提供了新视角，可能会增长后续对于循环内流历程更深入的审核以及实际使命。这次钻研服从象征着星系的内外流历程可能并非相互自力的，循环内流可能是形貌星系与情景物资交流更精确的图像。

蔡峥展现，尔后，咱们将针对于更多差距品质、差距情景的大品质星系妨碍成像，并详细探究星系若何演化至今。此项钻研对于人们深入钻研诸如暗物资、暗能量等宇宙学难题也将起到确定的增长熏染。

(责任编辑：时尚)