探索來自遙遠(yuǎn)星系Makani的星系風(fēng)影響，加州大學(xué)圣地亞哥分校的Alison Coil，羅茲學(xué)院的David Rupke和一組來自世界各地的合作者做出了一項新穎的發(fā)現(xiàn)。

其研究結(jié)果發(fā)表在《自然》期刊上，首次為星系風(fēng)（從星系中噴射出的氣體）在創(chuàng)造環(huán)繞星系介質(zhì)(CGM)中的作用提供了直接證據(jù)。環(huán)繞星系介質(zhì)存在于星系周圍區(qū)域，并且在宇宙演化中起著積極的作用。星系Makani的獨特組成，獨一無二地促成了突破性的發(fā)現(xiàn)。

Makani不是一個典型的星系，這是被稱為后期重大合并的大質(zhì)量星系，由于相互之間的引力而結(jié)合在一起，因為它們越靠近，彼此的引力就越大。星系合并經(jīng)常導(dǎo)致恒星爆發(fā)事件，當(dāng)合并星系中存在的大量氣體被壓縮時，就促使新恒星爆發(fā)的誕生。以Makani星系為例，這些新恒星很可能產(chǎn)生巨大的外流，要么是在恒星風(fēng)中，要么是在它們作為超新星爆炸時的生命終結(jié)。宇宙中的大多數(shù)氣體莫名其妙地出現(xiàn)在星系周圍區(qū)域，而不是在星系中。

通常，當(dāng)天文學(xué)家觀察一個星系時，不會目睹它經(jīng)歷戲劇性的大合并事件，恒星位置的移動，多顆恒星的誕生，或推動巨大快速的風(fēng)。雖然這些事件可能發(fā)生在星系生命中的某個時刻，但它們將相對短暫，本研究實際上很好地捕捉到了，因為它是通過這些巨大的氣體和塵埃流出而發(fā)生。研究人員使用了從W.M.Keck天文臺新凱克宇宙網(wǎng)絡(luò)成像儀(KCWI)收集的數(shù)據(jù)，結(jié)合哈勃空間望遠(yuǎn)鏡和阿塔卡馬大毫米陣列望遠(yuǎn)鏡(ALMA)的圖像得出了結(jié)論。KCWI的數(shù)據(jù)提供了研究人員對電離氧的“驚人檢測”，達到了極大規(guī)模，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了星系中的恒星。

使得能夠區(qū)分幾百萬年前從星系發(fā)出的快速氣體外流與數(shù)億年前啟動的氣體外流，但自那以來，氣體外流明顯減慢。羅茲學(xué)院物理學(xué)副教授Rupke說：早期的外流已經(jīng)從星系流向很遠(yuǎn)的地方，而現(xiàn)在的快速外流還沒有時間這樣做。研究人員從哈勃獲得了Makani星系恒星的圖像，顯示它是一個巨大的致密星系，由兩個曾經(jīng)分離的星系合并而成。從阿塔卡馬大毫米陣列望遠(yuǎn)鏡中，可以看到流出的物質(zhì)既包含原子，也包含分子。

這些數(shù)據(jù)表明，隨著老年、中年和年輕恒星的混合，星系可能還包含一個吸積超大質(zhì)量黑洞。這向科學(xué)家們表明，Makani的性質(zhì)和時間尺度與星系風(fēng)的理論模型一致。就大小和移動速度而言，這兩次外流與由過去這些星暴事件產(chǎn)生的氣流一致；它們也與理論模型一致，即如果由星暴產(chǎn)生，風(fēng)應(yīng)該有多大和多快，因此觀測和理論很好地一致。Makani星系沙漏形狀強烈地讓人想起其他星系中類似的星系風(fēng)，但Makani的星系風(fēng)比其他觀察到的星系要大得多。這意味著我們可以確認(rèn)它實際上是在將氣體從銀河系轉(zhuǎn)移到它周圍的星系區(qū)域

以及在它離開時從周圍清除更多的氣體，以極高的速度移動大量物質(zhì)（至少占整個星系可見質(zhì)量的1%到10%），雖然天文學(xué)家們一致認(rèn)為星系風(fēng)對環(huán)繞星系介質(zhì)的供給很重要，但大多數(shù)證據(jù)都來自理論模型或觀測結(jié)果，而這些模型或觀測并沒有涵蓋整個星系?，F(xiàn)在研究人員有一個星系的整體空間圖片，這是人們期望的一個非凡的例證，Makani的存在為了解星系如何促進其環(huán)繞星系介質(zhì)的持續(xù)形成和化學(xué)富集提供了最早的直接窗口之一。

博科園｜研究/來自：加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校

參考期刊《自然》

DOI: 10.1038/s41586-019-1686-1

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