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　　清華大學(xué)團隊揭示星系外氣體進(jìn)入星系的詳細過(guò)程

　　為理解星系形成演化邁出重要一步

　　光明日報北京5月5日電 記者鄧暉從清華大學(xué)獲悉，該校天文系團隊通過(guò)全波段數據直接探測到早期宇宙中星系周?chē)鷼怏w進(jìn)入星系的詳細過(guò)程，證實(shí)了重元素豐度較高的“循環(huán)內流”是驅動(dòng)星系恒星形成的關(guān)鍵，為理解星系“生態(tài)系統”及星系演化邁出重要一步。相關(guān)研究成果于5月5日以長(cháng)文形式在線(xiàn)發(fā)表于《科學(xué)》雜志。

　　星系吸積星系外氣體形成恒星的詳細過(guò)程，一直是天體物理學(xué)研究的熱點(diǎn)。在美國近期公布的未來(lái)十年天體物理規劃中，“宇宙生態(tài)系統”是需要解決的重要問(wèn)題之一，而其中的一個(gè)關(guān)鍵是大質(zhì)量星系形成演化的機制問(wèn)題。理論認為，對于大質(zhì)量星系而言，其本身巨大的引力勢能，導致物質(zhì)在塌縮過(guò)程中被激波加熱，使流入星系的氣體具有很高的溫度，無(wú)法有效冷卻，從而不能順利聚在一起形成恒星。然而，這一理論與新的觀(guān)測相悖，因為在非常早期的宇宙中，已發(fā)現有的大質(zhì)量星系內部也正在劇烈地形成恒星。這就意味著(zhù)，人們還沒(méi)有充分理解氣體流入星系的詳細過(guò)程，流入的氣體如何驅動(dòng)恒星形成過(guò)程也未被揭示。

　　為了揭開(kāi)這一謎題，來(lái)自清華大學(xué)的蔡崢教授團隊利用世界上最大的光學(xué)望遠鏡——“凱克”對距今110億年的一個(gè)巨大的氣體星云進(jìn)行了觀(guān)測，并利用其先進(jìn)的成像光譜儀——“宇宙網(wǎng)成像器”，成功探測到了星系周?chē)鷼怏w的氫元素以及多種重元素輻射，進(jìn)而估計出重元素的大尺度空間分布。研究團隊介紹，這意味著(zhù)在宇宙早期，星系周?chē)鷼怏w已經(jīng)富含重元素。通過(guò)進(jìn)一步的光譜和數值模擬分析發(fā)現，這些富含重元素的電離氣體，極為可能是早先被星系中心的活動(dòng)星系核噴射到星系周?chē)ㄟ^(guò)復合輻射、禁戒躍遷輻射等過(guò)程冷卻下來(lái)，在引力和環(huán)境角動(dòng)量共同作用下，重新回流入星系，形成“循環(huán)冷氣體流”。對觀(guān)測到的氣體動(dòng)力學(xué)建模進(jìn)一步表明，循環(huán)氣體流是朝星系流入的，可以促進(jìn)和維持恒星形成活動(dòng)。

　　研究團隊介紹，本次發(fā)現為星系如何與大尺度環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換提供了清晰的圖景，表明“循環(huán)氣體流”是驅動(dòng)早期宇宙大質(zhì)量星系形成的重要機制。未來(lái)，利用更大口徑、更大視場(chǎng)的光譜巡天望遠鏡（例如清華大學(xué)正在籌備的MUST巡天望遠鏡），人們有望揭示星系中恒星形成的全貌。