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紫金山地理台等提醒奥秘紫外辐射来源的新发明

  亿万光年以外,巨型的中性氢气体云产生了一类被称之为莱曼-阿尔法(Lyman-alpha)的特别紫外辐射,这类巨型的气体云则被称为莱曼-阿尔法团块(Lyman-alpha Blobs; LABs)。莱曼-阿尔法团块被发明于20年前,其物理标准为银河系的几倍大年夜小,团块外部的辐射相当于几十亿个太阳。要产生如此高能的辐射须要一个异常强的能量来源,迷信家们对该能量来源还存在争议。 

  该研究的对象是位于天鹤座偏向、如今间隔我们185亿光年(共动间隔)的莱曼-阿尔法团块LAB6(图一),其辐射产生于107亿年前。研究团队在LAB6中发清楚明了一些独特的景象,个中性氢气体有向团块中间着落的迹象。着落的气体具有低金属丰度,这显示它们源自星系际介质,而非产星星系本身。 

  近期,中国迷信院紫金山地理台(紫台)、中国科大年夜地理与空间迷信学院和美国犹他大年夜学等14家单位构成的国际研究团队在提醒奥秘紫外辐射来源上取得新发明,为莱曼-阿尔法团块的能量来源供给了证据。研究团队应用了欧洲南边地理台的甚大年夜千里镜(VLT)和结合阿尔玛地理台的阿塔卡玛大年夜型毫米波亚毫米波干涉阵(ALMA)的不雅测数据。ALMA获得的中间星系的分子气体信息,可以用来肯定星系的体系速度,而VLT则供给了异常重要的莱曼-阿尔法辐射谱线轮廓的不雅测数据。经过过程对ALMAVLT不雅测的莱曼-阿尔法辐射数据的分析,研究团队发明从LAB6收回的莱曼-阿尔法辐射波长比预期的更短,从而提醒了着落气体的存在(图二)。他们应用模型对光谱数据停止了分析,研究了气体的活动。 

  莱曼-阿尔法团块常与正在构成恒星的大年夜星系相接洽关系,其恒星构成率可高达每年几百到几千个太阳质量。巨大年夜的莱曼-阿尔法辐射晕包抄着这些星系,构成了横跨几十万光年的莱曼-阿尔法团块,其单位时间辐射的能量相当于上百亿个太阳。团块里气体的活动可以显示出星系的状况。 

  着落的气体可以有几个不合的来源。它能够是星系“喷泉”的第二个阶段——星系里的大年夜质量恒星演变到生命末期产生迸发,把气体往外推,以后部分气领会回落。它也能够是所谓的冷气流——星系之间有纤维状的大年夜量气体氢漂浮个中,受星系引力感化,它们会被拉向中间的星系,趋势引力势阱的最底端,构成了着落的气体。 

  经过过程分析莱曼阿尔法发射线的轮廓特点,研究团队发明气体里的金属尘埃含量不大年夜。这注解气体没有被恒星构成所产生的重元素污染,也证明了这个莱曼-阿尔法团块里的着落气体来自星系际介质。另外,他们的模型还注解着落气体的量只相当于每年两个太阳质量,关于不雅测到的莱曼-阿尔法辐射光度来讲,这太眇乎小哉了。这些发明为产星星系作为莱曼-阿尔法辐射的重要供献者供给了有力证据,而着落气体则塑造了莱曼-阿尔法发射线的光谱轮廓。 

  该研究成果发表于《天然-地理学》 (Nature Astronomy)。 

  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41550-020-1033-3 

图一:莱曼-阿尔法团块LAB6四周天区的三色图。个中,绿色是来自LAB6的莱曼-阿尔法辐射。LAB6位于天鹤座偏向,间隔我们185亿光年(共动间隔),其物理标准大年夜约是50万光年。图中的黄色方框边长为326万光年。图中大年夜部分的星系是前景星系。蓝色标识欧洲南边地理台的甚大年夜千里镜VLT供给的1.258微米J波段数据; 白色标识欧洲南边地理台的甚大年夜千里镜VLT供给的2.146微米Ks波段数据; 绿色标识托洛洛山美洲际地理台CTIO Blanco4米千里镜供给的0.411微米波段的莱曼-阿尔法不雅测数据。(敖宜平供图) 

图二: 莱曼-阿尔法谱线和蔼体活动关系的表示图。假设气体从(星系)中间外流,莱曼-阿尔法辐射波长会变长,向光谱的红端移动。与此相反,假设气体是落向中间的,莱曼-阿尔法辐射波长会变短,向光谱的蓝端移动。(郑政供图)

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