中科院天文学家发现大型原子气体结构 比银河系大20倍

中科院天文学家发现大型原子气体结构 比银河系大20倍

原子气体是所有星系形成的基本材料,星系的演化主要是一个从星系间介质中吸纳原子气体并将其转化为恒星的过程。因此,观察和研究星系内部和周围的原子气体对于研究星系的形成和演化模型至关重要。观测射电波段中原子氢的21厘米细结构线发射是探索原子气体的最直接方式。

最近,中国科学院国家天文台的徐聪研究员利用五百米口径球面望远镜的(19波束接收器)对著名的紧凑型星系群"斯蒂芬五星"附近的21厘米线发射进行了深度测绘观测,他们发现了一个非常大的原子气体结构,长度约为200万光年(约为银河系的20倍)。

这一发现最近发表在《自然》杂志上。

FAST(中国天眼)是目前世界上最大和最敏感的单碟射电望远镜,它的19个波束接收器是最大的L波段多波束馈电阵列,用于21厘米线观测。FAST 19波束接收器的全面投入使用为宇宙中的原子气体,特别是远离星系的低密度弥散气体打开了一扇新的窗口。

徐说:"这是迄今为止在一个星系群周围发现的最大的原子气体结构。观测结果达到了每通道1σ=4.2×1016 cm-2的灵敏度(Δv=20 km s-1;角度分辨率=4′),使其成为目前在此角度分辨率下对原子氢21厘米线发射的最敏感观测。

自从法国天文学家Edouard Stephan在1877年发现它以来,Stephan's Quintet一直在揭示与该星系中复杂的星系-银河系和星系-星系间介质相互作用网络有关的谜题。

新的观测结果表明,大规模的、扩散的、低密度的气体(柱状特性小于1018cm-2)存在于远离星系团中心的地方,而且这些气体很可能已经存在了大约10亿年。这些观测结果对目前的星系团形成/演化理论提出了挑战,因为不清楚低密度的原子气体如何能在如此长的时间尺度上经受住星系间紫外线背景的电离。