「哈勃」發現大量麥哲倫星雲氣體流入銀河系(圖)

2020-12-06 中國青年網

　　為星系長時間造星奠定基礎

麥哲倫星雲流入的氣體最終進入了銀河系。

　　銀河系可能已經找到了一個解決氣體短缺的辦法。天文學家曾估算，人類居住的這個星系所擁有的燃料僅僅夠它在未來幾十億年中製造新的恆星。然而科學家如今發現，正有4倍於之前預期的氣體源源不斷地流入銀河系，從而為後者很長一段時間的造星生涯奠定了基礎。

　　並未參與該項研究的美國加利福尼亞大學伯克利分校天文學家Leo Blitz表示：「這是一項非常美妙的研究，它取得了驚人的結果。」

　　馬裡蘭州巴爾的摩市空間望遠鏡科學研究所天文學家Andrew Fox及其同事，在研究附近的兩個星系——環繞銀河系的大、小麥哲倫星雲——流出的氣體時獲得了這一發現。

　　麥哲倫星雲流失的氣體在宇宙中延伸了50多萬光年的空間，並且其中的大部分氣體將落入銀河系，從而為新恆星的誕生提供了燃料。天文學家認為這些氣體很久之前便已存在，因為其中包含有氫氣——這是宇宙空間中含量最豐富的一種元素。

　　然而這些氣體並非總是那麼容易被發現。它們以不同的形式存在。一種是中性的，或者說以非電離的形式存在，即每個質子都擁有一個電子。這種類型的氣體會釋放出波長為21公分的無線電波，從而使射電望遠鏡很容易就能發現它們。

　　但是這些氣體同時還能夠以一種電離的形式存在，即電子與質子分離。這種類型的氣體不會釋放無線電波，從而使得探測它們變得非常困難。

　　為了搞清是否有第二種類型的氣體從麥哲倫星雲流入銀河系，Fox的研究團隊採用了來自美國宇航局（NASA）的哈勃空間望遠鏡的數據。天文學家分析了位於這些氣體後方的69個遙遠的類星體和活躍星系，旨在確定後者發射出的紫外線有多少被麥哲倫星雲的電離氣體所吸收。

　　讓人感到驚訝的是，Fox及其研究團隊發現了非常多的背景紫外線吸收，他們從而得出結論認為，來自麥哲倫星雲的氣體中電離氣體的數量必然遠遠多於中性氣體。

　　在最新出版的《天體物理學雜誌》中，研究人員估計麥哲倫星雲流失的氣體數量是之前預期的4倍。之前的研究指出，其中氫氣的質量是太陽的5億倍，而Fox的研究小組將這一數值改寫成了20億倍。由於這些氣體中同時包含有其他元素——特別是氦（宇宙中含量第二多的元素），因此這些氣體的質量總和應相當於太陽質量的30億倍。並且天文學家推測，如果更多的氣體位於麥哲倫星雲的遠端，則這一數值還可能更大。

　　紐約州約克城高地IBM研究院天文學家Bruce Elmegreen指出：「這是迄今為止測量麥哲倫流的質量的最好研究。」Elmegreen說：「有太多的能量讓銀河系的恆星形成速度可以保持當前的水平。」因此，銀河系在遙遠的未來依然會持續不斷地形成新的恆星。

　　這一結果對於銀河系而言真是太棒了，但其他螺旋星系要如何面對氣體短缺的局面呢？Fox說：「我們的銀河系是非典型的。」大多數其他大型螺旋星系都缺少接近的、富含氣體的較大衛星星系——例如麥哲倫星雲這樣的星系。

　　但Fox推測：「其他大型螺旋星系在富含氣體的衛星星系撞向它們時也能夠補充匱乏的氣體，我們只是恰好生活在一些為數不多的星系當中——這一過程就發生在我們面前，從而使得天文學家有機會近距離觀察一個巨大星系添加燃料的過程。」（趙熙熙）

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