在星系的演化过程中,星系如何不断获取气体来补充其持续恒星形成的气体消耗,维持星系演化的进程,目前仍是未知数。宇宙学理论模型认为,宇宙中热气体的自然冷却会给星系带来新的冷气体,并预测这种吸积可分为两种类型:—— 周围热气晕直接冷却产生的热吸积和热吸积沿着宇宙纤维的吸积流入星系的大尺度结构的冷吸积。
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这些冷气体可以通过中性氢的21 cm 谱线观察到。但纤维结构中的中性氢含量很低(约0.1%),柱密度仅为1016cm-2,而气柱密度在靠近星系的区域逐渐增大,只有达到后才急剧转变。距星系本身1018cm-2 的几倍。因此,以1018cm-2或更低的柱密度灵敏度进行中性氢观测是揭示宇宙吸积过程的重要手段。天文学家试图观察银河系外较低面密度的稀薄气体的吸积,但很难检测到吸积流的动态证据。
近日,中国科学院国家天文台及其合作者利用超高灵敏度的FAST望远镜(500米口径球面射电望远镜)对邻近星系梅西耶天体M106星系进行了深度成像观测,并首次获得了5x1016cm-2柱高灵敏度密度图像。研究发现M106星系外存在超长距离气体吸积流。气体流长130 kpc(约423,000光年),连接M106及其卫星星系NGC4288,表明M106星系可以从外矮星系夺取气体以维持自身数十万光年生长。这种现象类似于来自大麦哲伦星云和小麦哲伦星云的麦哲伦流,距离银河系超过20万光年,流向银河系。但M106的吸积流更长、范围更广、捕捉难度更大,为研究星系气体吸积提供了基础。典型。 NGC4288 星系(这种吸积流的来源)周围没有明显的相互作用痕迹。因此,吸积流形成的原因需要更多的观测数据和理论模型来解释。
相关研究成果发表在《天体物理学杂志快报》上。该研究工作得到了国家重点研发计划和国家自然科学基金委的资助。
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FAST观测到的M106吸积流的21 cm谱线积分强度等值线图(蓝色)。图背景为FAST的积分流强分布图。绿色等高线显示了WSRT干涉阵列观测到的M106介质。氢气盘的结构
FAST观测到的M106吸积流21 cm谱线的子通道强度图