中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)宇宙中最大原子氣體系統(tǒng)
比銀河系大20倍
在人類眼中，地球所在的太陽(yáng)系已經(jīng)非常浩瀚，人類探測(cè)器至今還無(wú)法飛出太陽(yáng)系，但在宇宙視角下，太陽(yáng)系只不過(guò)是銀河系中微不足道的一粒塵埃，比銀河系還要大20倍的原子氣體系統(tǒng)又會(huì)是怎樣的存在？中國(guó)天眼(FAST)最新就在宇宙中發(fā)現(xiàn)了這樣的存在。
FAST探測(cè)到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周圍天區(qū)中的原子氣體分布(用紅色光暈顯示：光暈越薄表示氣體柱密度越低)。圖中背景為用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡得到的彩色光學(xué)圖像，“斯蒂芬五重星系”位于圖像中間。嵌入圖是韋布空間望遠(yuǎn)鏡最近發(fā)布的紅外波段彩圖：藍(lán)光和白光代表在近紅外波段的恒星輻射，橙色光和紅光代表在中紅外波段的氣體和塵埃輻射(圖源：NASA、ESA、CSA、STScI)。中科院國(guó)家天文臺(tái) 供圖
中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)徐聰研究員領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，近日利用被譽(yù)為中國(guó)天眼的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，對(duì)宇宙中著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周圍天區(qū)的氫原子氣體進(jìn)行成像觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)1個(gè)尺度大約為200萬(wàn)光年的巨大原子氣體系統(tǒng)，比人類所在的銀河系大20倍。
這是迄今為止在宇宙中探測(cè)到的最大的原子氣體系統(tǒng)，得益于中國(guó)天眼超高靈敏度帶來(lái)的前所未有的極端暗弱天體探測(cè)能力。該項(xiàng)天文重大發(fā)現(xiàn)及研究成果論文，北京時(shí)間10月19日夜間在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表。
徐聰研究員介紹說(shuō)，觀測(cè)宇宙中的氣體是天體物理中一個(gè)非常重要的研究課題。宇宙中所有天體的起源都離不開(kāi)原子氣體，例如星系主要的演化過(guò)程就是不斷從宇宙空間吸收原子氣體然后將其轉(zhuǎn)化為恒星的過(guò)程。射電天文波段能夠?qū)τ钪嬷械脑託怏w進(jìn)行直接觀測(cè)，中國(guó)天眼是當(dāng)今世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，能夠探測(cè)到遠(yuǎn)離星系中心的極其稀薄的彌散原子氣體所發(fā)出的暗弱輻射，從而為研究宇宙中天體的起源打開(kāi)了一個(gè)嶄新的窗口。
中國(guó)天眼最新發(fā)現(xiàn)20倍銀河系的巨大原子氣體系統(tǒng)，揭示了在遠(yuǎn)離致密星系群“斯蒂芬五重星系”中心的外圍空間存在大尺度的低密度原子氣體結(jié)構(gòu)。這些氣體結(jié)構(gòu)的形成很可能與“斯蒂芬五重星系”早期形成時(shí)，星系間相互作用的歷史有關(guān)，已經(jīng)存在了大約10億年。
徐聰表示，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對(duì)研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)有理論很難解釋為什么在如此漫長(zhǎng)的時(shí)間里，這些稀薄的原子氣體仍沒(méi)有被宇宙空間中的紫外背景輻射電離。中國(guó)天眼的這項(xiàng)觀測(cè)成果預(yù)示著宇宙中可能存在更多這樣大尺度的低密度原子氣體結(jié)構(gòu)。
據(jù)了解，致密星系群“斯蒂芬五重星系”于1877年被法國(guó)天文學(xué)家斯蒂芬發(fā)現(xiàn)并以其名字命名，從發(fā)現(xiàn)至今，“斯蒂芬五重星系”一直是最受天文學(xué)界關(guān)注的星系群，也成為美歐最新一代韋布空間望遠(yuǎn)鏡(JWST)第一批觀測(cè)并首次向公眾展示的5個(gè)目標(biāo)之一。
原標(biāo)題：《中國(guó)天眼發(fā)現(xiàn)宇宙中最大原子氣體系統(tǒng) 比銀河系大20倍》