「中國天眼」首次探測河外星系中性氫發射線

2020-12-03 環球網

本文轉自【中國青年報】;

中國青年報客戶端北京7月3日電(中青報中青網記者 邱晨輝)記者今天從中國科學院國家天文臺獲悉,中科院南美天文中心程誠等科研人員利用「中國天眼」500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的19波束接收機,對一批低紅移恆星形成星系樣本中的4個星系進行先導觀測,首次探測到3個星系的中性氫發射線。

這是「中國天眼」FAST第一次明確探測到銀河系外星系(河外星系)的中性氫發射線,該研究成果論文已被國際天文學權威期刊《天文學和天體物理學通信》接收。

FAST觀測的四個星系的假彩色光學圖像。中國科學院國家天文臺供圖

「中國天眼」FAST是當今世界上靈敏度最高的天文射電望遠鏡,河外星系的中性氫觀測是其重要科學目標之一。據程誠介紹,在此次觀測過程中,FAST僅用5分鐘曝光時間即探測到河外星系的中性氫信號,展示出極高的靈敏度。

程誠說,作為星系的原初氣體成分,中性氫是星系中分布的最延展的重子物質結構,星系的一氧化碳譜線的輻射則主要來自星系中心區域,因此藉助中性氫和一氧化碳這兩種譜線速度和流量分布,科學家可以估計不同半徑處的星系動力學質量,進而研究星系的重子和暗物質的分布。

「這一結果表明我們有可能藉助中性氫和一氧化碳譜線的觀測數據來研究星系的暗物質分布」。程誠說,FAST最新觀測到的中性氫譜線數據估計得到的星系動力學質量比觀測到的重子質量高一個量級,而此前通過一氧化碳譜線估計得到的星系動力學質量和重子質量非常接近。

FAST資料圖。中國科學院國家天文臺供圖

來自中科院國家天文臺的消息稱,這次FAST觀測的星系樣本,選自中科院南美天文中心程誠和智利瓦爾帕萊索大學天文學家愛德華多·伊巴爾教授合作的巡天項目「瓦爾帕萊索阿塔卡馬大型毫米/亞毫米陣發射線巡天」,這批星系有從紫外到遠紅外的完整的多波段測光數據,以及斯隆數字巡天光纖光譜、赫歇爾空間天文臺遠紅外譜線數據等。

程誠表示,儘管此前已有大量多波段觀測數據,但為了研究星系的轉動速度、中性氫質量和尺寸、星系暗物質比例等課題,仍然非常需要中性氫的觀測。據他透露,科研人員計劃申請更多FAST觀測時間,對成功探測到中性氫發射線的河外星系樣本,進行更多觀測研究。

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