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FAST望遠鏡在近鄰星系中發現超長距離的氣體吸積流

FAST望遠鏡在近鄰星系中發現超長距離的氣體吸積流

2021-12-01 Comments 0 Comment

星系演化中,星系如何不斷地獲得氣體來補充其持續的恆星形成對氣體的消耗,維持星系演化進程,尚屬未知。 宇宙學理論模型認為,宇宙中的熱氣體自然冷卻會給星系帶來新的冷氣體,並預言這種吸積分為兩種——由周邊熱氣體暈直接冷卻產生的熱吸積與沿著宇宙纖維大尺度結構流向星系的冷吸積。

這些冷氣體可以通過中性氫21釐米譜線觀測到。 然而,纖維結構中的中性氫氣含量很低(約0.1%),僅有1016 cm-2的柱密度,而靠近星系的區域氣體柱密度逐漸增大,在到達幾倍1018 cm-2以後才急劇過渡到星系本身。 因此,在1018 cm-2或更低的柱密度靈敏度上開展中性氫觀測是揭示宇宙學吸積過程的重要手段。 天文學家試圖在銀河系類型的星系外觀測到更低面密度的稀薄氣體吸積現象,但難以探測到吸積流的動力學證據。

近日,中國科學院國家天文臺及合作者利用FAST望遠鏡(500米口徑球面射電望遠鏡)的超高靈敏度,對近鄰星系梅西耶天體M106星系天區開展了深度的成像觀測,首次得到了5×1016 cm-2 柱密度的高靈敏度圖像。 研究在M106星系外發現了一條超長距離的氣體吸積流,該氣體流長達130 kpc(約42.3萬光年),連接M106及其衛星星系NGC4288,表明M106星系可從數十萬光年外的矮星系上搶奪氣體來維持自身的成長。 這種現象類似離銀河系20多萬光年外的大小麥哲倫星雲流向銀河系的麥哲倫流,但M106的吸積流長度更長、作用範圍更廣、更難捕捉到,為探究星系氣體吸積提供了典型的案例。 該吸積流的源頭NGC4288星系周圍沒有明顯的相互作用的痕跡,因而形成吸積流的原因有待更多的觀測數據和理論模型來解釋。

相關研究成果發表在The Astrophysical Journal Letters上。 研究工作得到國家重點研發計劃與國家自然科學基金的資助。

論文連結

FAST觀測到的M106吸積流的21釐米譜線積分強度等值線圖(藍色),圖中背景為FAST的積分流量強度分佈圖,綠色等值線顯示了WSRT干涉陣列觀測到的M106中性氫氣體盤的結構

FAST觀測到的M106吸積流的21釐米譜線的分通道強度圖

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