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| 是破解谁杀去世了星系 | | 破解星系降生之谜或者成未来地舆学钻研热门 | |
一个锁着的房间，一具去世尸，星系学钻信网不清晰的降生致去世原因。这是地舆一个怪异使命的典型机关方式。而实际上这也是研热数年前地舆学家用哈勃太空望远镜载荷的新宇宙源头光谱仪（COS）旁不雅距离地球多少十亿光年的少数大型星云时所发现的怪异天气。 由于这些星系闪灼着早年时温度较低的门往红光，而不是事迷幼年时温度很高的蓝光，迷信家懂取患上它们已经停止天生新的破解恒星。这些“红色的星系学钻信网、降生的降生”星系约占全部宇宙所有星系的一半。数十年来，地舆钻研职员预料红色星系逐渐在熄灭中走向朽迈与崛起，研热由于它们已经耗尽新恒星组成所需要的门往气体。但COS数据却泛起出一些残缺差距的事迷情景。事实上，破解这些正在走向降生的星系被氢气以及氦气所困绕，就概况来看，这些气体理当已经落入可能组成恒星的星系。可是由于某种原因，它们却并未落回这些星系。“那些气体还在那边期待。”美国马里兰州巴尔地摩太空望远镜钻研所（STScI）COS-Halos团队成员Molly Peeples说，“某种物资在拦阻气体回归。” 降生星系与性命星系 “星系的故现理论上是气体的故事。”Peeples说。宇航员以为故道理当是这样的：星系降生在气体云中，其外部各个中间经由缩短组成恒星。反以前恒星会用强烈的恒星风暴把气体吹出星系，恒星风暴会在恒星降生时及其走到性命尽头猛烈爆发时组成，或者是在一些恒星爆发酿成超新星的历程中组成。这些流出的气体环抱在星系周围，组成一个直径约有多少十万光年的球形光环——巨细约是人们看到的星系的20倍。这种所谓的“星云周围介质（CGM）”中的气体味挨近星系并逐渐变冷，直到重新回归星系之中，而后给新恒星提供燃料，而恒星的降生以及降生会把气体吹出星系。这个循环经由数十亿年不断一再，直到星系耗尽新的气体，直到其恒星烧尽余下的气体——最终这个星系开始踏上其简短的降生之旅。 气体在超新星以及中间黑洞的驱动下从M82（一个组成恒星的螺旋星系）爆发。一些气体挪移患上很快可能逃出星系，而另一些气体味变冷并下沉到星系盘中。 上述故事陈说了两个星系家族的概况。螺旋星系是蓝色的，充斥了气体以及新生的恒星，其热度极高，可能发生大批的紫内线辐射。椭圆星系是红色的，它们已经耗尽其中的气体，其中的恒星已经年迈冷却，它们收回的光也酿成为了红色。地舆学家以为，星系降生时是蓝色的，而降生时是红色的。COS-Halos团队领头人Jason Tumlinson说，由于星系要依靠气体循环生涯，“星系酿成红色的谜题惟独经由钻研气体来解题”。 实现这一目的破费了很持久。其中一个拦阻是横蛮上的：传统上钻研星系的地舆学家与钻研气体的迷信家相互并吞，各自为战。而后者团队较小，特意分说遥远的璀璨星系——类星体的光谱。CGM的气体也是钻研难点。它颇为冷漠，本成份发的光线颇为少。因此，审核红色星系周围的气体需要具备两个条件：位置颇为无意偶尔的类星体；直到近期威力够做到的具备高锐敏度以及高像素的每一次可能审核到一个小规模的光谱仪。 气体向星系外沉没普遍存在 如今的审核已经判断了星系性命周期的部份关键。在那些具备新组成恒星的星系中，审核职员正在跟踪高温气体的快捷行动。加州理工学院地舆学家Charles Steidel发现，它们会以惊人的速率组成新的恒星。在逾越1000个有恒星爆炸的蓝色星系中，Steidel以及卡内基地舆台的Gwen Rudie及其共事看到了约莫1万开尔文摄氏度的气体以约每一秒800公里的速率飞出星系。 最近，另一个由加州大学圣塔巴巴拉分校的Crystal Martin向导的钻研团队在中间的距离发现了温度同样抵达1万开尔文摄氏度的气体以每一秒数百公里的速率沉没出一个由200颗恒星组成的星系的半程之外。地舆学家如今以为，气体从恒星组成的星系向外沉没的天气普遍存在。 实际家以及审核家都拥护，驱动气体向在行动的可能是位居星系中间的重大黑洞或者是星系盘中爆发的超新星，抑或者两者兼有。当一个黑洞把周围的物资拉进其中，其重大的引力让落入其中的物资猛烈升温，把一个星系酿成类星体，同时喷射出重大的喷射物资以及善体。概况大品质的恒星在其性命末期爆发成超新星，发生的侵略波可能让气泡以及善体像喷泉同样涌出星系。地舆学家已经审核到，CGM中的气体与恒星星系中的气体同样多。而Steidel审核到的宇宙早期充斥了性命周期不长的大品质恒星爆发的蓝色星系则是极其案例，Tumlinson说：“一些星系会剥离它们所具备的全副气体。” CGM的气体组成判断了它是被甩出星系的。Steidel与共事发现，环抱距离它们颇为遥远的蓝色星系的气体稀释了颇为多的重金属元素，如镁、硅、氧、铁——均由恒星中间的热核反映所组成。COS-Halos 团队发现，环抱50个相对于较近的蓝色星系的气体也泛起出相似的稀释反映，表明这些气体一度曾经位于这些星系的恒星外部。 不可克制的星系降生脚步 气体行动不可能是单向的。假如它们是，这些星系或者已经全副患上到了气体，在良久从前已经降生。很清晰，气体确定会再次回归。 物理学家展现，它们简直理当这样做：徘徊在CGM的气体味冷却以及缩短，直到引利巴它们拉进来。在实际上，流进来的气体理当组成狭窄的相对于慢速而冰凉的气流。实际上，流入的气体很难被发现，也很难从大批外流的气体中分说它们，部份是由于这种颇为冷漠的气体带不可能落入类星体的视线可见规模之内。可是，由哈佛大学史密森天体物理学中间Kate Rubin以及Martin分说向导的钻研团队已经发现了近距离的15个星系，这些星系都展现出气体流入的迹象。来自STScI的Joshua Peek以及哥伦比亚大学的Mary Putman便是在多少多审核职员中绘制出河汉系中的气体云向星系螺盘行动的两位地舆学家。 环抱年迈的蓝色星系的气体彷佛随时豫备回归到星系中。其中一些已经冷却至1万开尔文摄氏度如下，这个温度可能让它下沉到其母星系中。在那边它可能进一步冷却至10开尔文摄氏度摆布，并缩短成为组成新恒星的原质料。 而这只能低估红色星系谜题的难度，那边的气体彷佛同样已经豫备回归到原星系并成为新恒星降生的燃料。2012年，COS-Halos团队发现，CGM临近的16个红色降生星系具备的气体简直以及那些具备恒星的蓝色星系的气体有着同样大的品质，而且其气体温度也在1万开尔文摄氏度的门槛处。 可是，COS-Halos团队审核到的红色降生星系已经停止了循环。“它们是重大的谜。”Peek说。当初，地舆学家只能说，那边的气体不原因不回归到原星系。确定有些工具在拦阻它重新进入星系，或者是扰乱它组成新恒星。 到当初为止，电脑模拟尚未能提供批注悬浮气体的脉络。“不任何模子可能乐成。”南非西开普敦大学实际地舆学家、COS-Halos团队成员Romeel Davé说，其中的一个下场是当初的模拟尽管具备普遍性以及重大性，却尚未能做到同时涵盖从CGM到星系外部的与星系性命周期相关的尺度规模，更不要说搜罗爆炸的恒星与削减的黑洞等凌乱的物理天气。因此，模子不能批注这个谜题。 在未来十年，当初最佳的望远镜与地舆审核配置装备部署——哈勃望远镜机载的COS以及10米长的凯克望远镜机载的HIRES以及LRIS的审核仪器，将会给12米太空望远镜以及30米地面望远镜上载荷的新一代审核配置装备部署让路。Tumlinson说，它们理当可能跟踪到气体流入那些开始降生的星系的细节，从而“捉拿它们从蓝色酿成红色的历程。”（冯丽妃） 更多浏览 《迷信》相关报道（英文） 版权声明本文仅代表作者观点，不代表本站立场。
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