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科學家揭曉星團存在神秘機制潛在“扼殺星系”
發布時間: 2019-09-27 09:12:21 文章出處: 科普中國 瀏覽次數: 66 文字大小:【   打印文章

       據美國生活科學網站報道,在宇宙最極端的區域,星系正在被扼殺消亡,它們的恒星形成進程正在關閉,目前,科學家展開調查,試圖尋找真正的“兇手”。

  世界上第一個由加拿大科學家牽頭的大型望遠鏡項目正希望做到這一點,該計劃被命名為“處女座一氧化碳環境跟蹤測試(VERTICO)”正在調查之中,詳細研究星系是如何被周圍環境扼殺的。

  VERTICO研究團隊是由30多名專家構成,他們正在使用阿塔卡馬大型毫米陣列(ALMA),以高分辨率圖像繪制距離銀河系較近的處女座星系團中51個星系的氫氣分子圖。

  ALMA陣列耗資14億美元,于2013年投入使用,它是位于智利北部阿塔卡馬沙漠海拔5000多米的陸基望遠鏡陣列,ALMA是當今最大的陸基望遠鏡項目,擁有迄今建造最先進的毫米波長望遠鏡,研究新恒星誕生如何形成致密冷氣體云,而這些新恒星無法通過可見光觀測。

  大型ALMA研究項目,例如:VERTICO,旨在解決科學戰略問題,將導致該領域形成重大進展或者突破。

  處女座星系團

  星系在宇宙中所處位置、以及星系如何與周圍環境(環繞它們的星系間介質)發生交互作用,是影響它們形成恒星能力的主要因素,但這種所謂的環境究竟是如何決定星系生死命運,仍是一個謎團。

  星系團是宇宙中最大、最極端的環境,包含著數百、甚至數千個星系,有質量的區域,也存在引力作用,星系團中存在的巨大引力作用將加速星系運行至最大速度,可達到每秒運行數千公里,同時將星系之間的等離子體加熱至非常高的溫度條件,使其釋放X射線。

  在處女座星系團密集、不宜居住的內部,星系與周圍環境之間有著強烈的相互作用,正是這些相互作用可以“熄滅”恒星形成,理解哪些熄滅機制阻止恒星形成,以及它們是如何做到的,是VERTICO合作研究的主要焦點。

  星系的生命周期

  當星系穿過星系團時,星系間的等離子體可以通過一種被稱為“沖壓剝離”的猛烈過程,迅速去除星系中的氣體,當移除恒星形成的燃料時,實際上是扼殺了星系,使其轉變為一個沒有新恒星形成的死亡區域。

  此外,星系團的高溫狀況可以阻止熱氣體冷卻并凝結在星系上,在這種情況下,星系中的氣體不會被環境主動移除,而是在形成恒星的時候被消耗,該過程導致恒星形成過程緩慢、無法改變地關閉,就像被餓死或者窒息死亡一樣。

  雖然這些過程存在一定差異,但是每個過程都在星系中恒星形成氣體中留下獨特、可識別的印記,將這些印記拼接在一起,形成星系團如何推動星系變化的圖像,是VERTICO項目一個聚焦點。基于數十年的工作基礎,我們希望能夠提供環境如何推動星系演變的洞察分析,從而有助于揭曉這個謎團。

  一個理想的研究項目

  處女座星系團是詳細研究太空環境的理想對象,它是距離銀河系最近的大型星系團,并且正在形成之中,這意味著我們可以獲得星系生命周期不同階段的快照,使我們能夠建立一個關于星系團中恒星形成如何被關閉的詳細圖像。

  處女座星系團中的星系幾乎在電磁光譜中所有波長范圍內都能觀測到,例如:無線電、光學和紫外線波長,但是當前天文勘測設備的靈敏度和分辨率還無法觀測到毫米波長等級的恒星形成氣體,作為ALMA望遠鏡陣列迄今最大的星系調查項目之一,VERTICO項目將提供處女座星系團中51個星系的氫氣分子高分辨率地圖。

  基于ALMA項目的星系數據,就有可能精確地揭示在極端宇宙環境下,是哪一種熄滅機制、沖壓剝離或者扼殺方式正在消除星系。

  通過繪制星系中恒星形成氣體的圖像,VERTICO項目將幫助科學家理解目前宇宙中星系密度最大區域的演變過程。(葉傾城)

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