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银河系:我一年净吸入半个太阳的气体

2021-9-28 23:24| 发布者: xxxxxxxxx| 查看: 14028| 评论: 0

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原作:MONICA YOUNG

翻译:邱煜欣

校译:牧夫天文校对组

编排:邱煜欣

后台:库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳

原文链接:https://skyandtelescope.org/astronomy-news/take-a-deep-look-into-the-milky-way-halo/


最新的数据分析得出了迄今为止最佳的银河系晕视图,这给我们了解银河系未来的恒星形成提供了一个窗口。


你以为我们的银河系里都是恒星吗?其实不然。且不管暗物质,即使是普通物质,恒星和行星也只占有一半。其余的则围绕在我们星系周围,形成了薄薄的气体晕,其范围远远超出了螺旋形的恒星盘。下次抬头看见银河的时候可别忘了提醒自己,我们仅仅看到了银河系非常非常小的一部分。



一个巨大的气体晕 (艺术插图中的蓝色部分) 包裹着银河系和它的伴星系们。这个气体晕的弥散程度甚至比我们在地球上能够制造出的最好的真空还要稀薄。

NASA / CXC / M.Weiss / Ohio State / A. Gupta et al. 

虽然这些气体很难直接观测到,但亿万年来却是它们维持着我们的银河系,为恒星和行星的孕育提供了物质。现在,一项研究全新分析了十年前的数据,得出了迄今为止关于银晕最精细的视图,并发表在《天文物理学报》上。

任职于空间望远镜研究所的戴维·弗伦奇(David French )和安德鲁·福克斯(Andrew Fox)以及他们的同事对远紫外分光探测器(该空间天文台于2007年结束任务)的数据展开分析。研究人员检测了25个类星体,这些极度明亮的活动星系核中有着超大质量黑洞,它们疯狂吞噬着周围的物质,发出的强烈电磁辐射传播了数十亿光年,穿透银晕最终抵达地球。在穿过银晕时,特定波长的光会被弥散在空间中的氢原子吸收。天文学家利用这种“化学指纹”能够大致计算出原子的数量以及它们的去向。

“经过调查我们发现,银晕中的中性氢密度比地球上有史以来最佳的真空低100亿倍,比之前最灵敏的观测结果还要低1000倍,” 福克斯说到。

由于这项研究以中性氢为基础,所以探查的重点是银晕中较冷的部分。就像热气蒸发上升,冷气冷凝下降那样,银晕中也有许多温热的气体逸散出去,但是那些较冷的部分会凝结起来落入我们的银河系,如同水汽冷凝形成降雨。这些落入银河系的气体物质就成为了形成恒星的燃料。当然,其他方式也能影响气体物质的运动,比如超新星或恒星的强烈辐射也可能会将这些气体驱逐出银河系。



这幅图展示了银晕中气体物质的大尺度流动。一些冷物质云从更远处落入我们的星系,为将来恒星的形成提供燃料。其他的一些物质云则是在银河系活动(包括超新星和恒星辐射)的影响下被驱逐出境。背景中类星体发出的光作为视准线透过几乎看不见的银晕。

NASA / ESA / D. Player (STScI) 

沿着这25个类星体的视线方向,French和他的同事测量了152个单独的气体位,其中一些流向银河系,另一些则远离银河系。其中大多数是冷气体物质云,有些时速超过35万千米(约100km/s)。大部分的气体物质云在之前的观测中是没有出现过的。

这些结果说明对我们自己星系晕的研究与对其他星系晕的研究是同等重要的,即使我们有着“不识庐山真面目,只缘身在此山中”的困难。“对我们银河系中氢气流动的详细分析为星系晕的比较研究奠定了基础,从而为现代星系的形成过程提供新的见解,” 加州大学圣克鲁斯分校的 j. Xavier Prochaska 评价道。

检查过这些气体物质云的流动速度后,研究人员确定,流入我们星系的气体比流出星系的气体要多,每年净增加的质量约为半个太阳。

这对于银河系孕育未来的恒星似乎是个好消息。不过,预测我们银河系的未来还为时过早。就其本质而言,这项研究的重点只是寒冷的中性氢气,而银晕中存在东西远不止于此。弗伦奇的团队认为,要了解银河系的全貌及其所有细节还需要做更多的工作。

责任编辑:邱煜欣

牧夫新媒体编辑部

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