科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

星系被周圍極端環境殺死導致無法形成恒星

在宇宙最極端的地方,星系正在被殺死;星系裡恒星的形成正在停止,天文學傢們想知道為什麼會這樣。

有史以來第一個由加拿大領導的世界領先望遠鏡之一的大型項目希望能幫助到天文學傢們,這個新項目被稱為一氧化碳追蹤室女座環境(VERTICO),正詳細地研究星系是如何被它們的環境殺死的。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

正如VERTICO的首席研究員所說,我帶領著一個30名專傢的小組,使用阿塔卡馬大毫米波陣列(ALMA)繪制分子氫氣體的圖像,該氫是制造新恒星的燃料,它高分辨率地分佈在我們最近的星系團中的51個星系中 ,稱為室女座星系團。

ALMA於2013年投入運營,耗資14億美元,是位於智利北部阿塔卡馬沙漠海拔5,000米處的一系列連接的無線電天線, 這是歐洲、美國、加拿大、日本、韓國、中國臺灣和智利之間的國際合作。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

ALMA是現有的最大的地面天文項目,是有史以來最先進的毫米波長望遠鏡,非常適合研究新生恒星產生的致密冷氣雲,這是無法用可見光觀測到的。

大型的ALMA項目例如VERTICO是為解決戰略性科學問題設計的,可以引導人們在一個領域取得重大進展或是突破。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

星系團

星系生生活在宇宙的位置、它們和周圍環境(圍繞它們的星際介質)以及彼此間的相互作用對它們形成恒星的能力有著重要的影響,但準確地說,這個所謂的環境是如何決定行星生與死的,仍是個謎。

星系團是宇宙中最大、最極端的環境,包含著數以百、數以千計的星系。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

在有質量的地方就有重力,並且星系團中存在的巨大引力將把行星加速到很高的速度,通常是每秒幾千公裡,並且將星系間的等離子體加熱到極高的溫度,使其伴隨X射線下發光。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

在致密、荒涼的星系團內部,星系和周圍環境以及互相之間相互作用強烈,正是這些相互作用會殺死或止住恒星的形成。

瞭解是哪種停止機制關停瞭恒星的形成以及是怎樣做到的是VERTICO合作研究的重點。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

星系的生命周期

隨著星系落入星系團,星系間的等離子體可以通過稱為“沖壓脫模”的劇烈過程快速去除氣體,當你移除形成恒星的燃料時,你就能有效地殺死星系,把它變成一個無法形成恒星的死物。

除此之外,星系團的高溫可以阻止熱氣冷卻並凝結到星系上,在這個情況下,星系裡的氣體沒有被環境主動清除,而是在形成恒星時被消耗掉。

這個過程緩慢、不可逆地關停瞭已知的恒星形成,這有點病態,就像餓死或者勒死。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

雖然這些過程有相當大的不同,但是每個都在星系恒星的形成氣體上留下瞭獨特的、可辨別的印跡。VERTICO合作的主要焦點就是把這些印跡拼湊起來形成一個圖畫,關於星團如何驅動星系變化。

在數十年工作的基礎上,深入瞭解環境如何推動星系演化,我們致力於在拼圖中添加關鍵的那一片。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

一個理想的案例研究

室女座星系團是進行詳細環境研究的理想場所,它是我們最近的大型星系團並且正處於形成的過程中,這意味著我們可以得到不同生命周期的星系快照。它能夠讓我們繪制一張詳盡的圖片關於如何關閉星團星系中的恒星形成。

室女座星團中的星系幾乎在電磁光譜的每個波長(例如,無線電,可見光和紫外線)下都被觀測過,但是觀測恒星形成氣體(在毫米波長下產生)所需的靈敏度和分辨率還不存在。

科學傢正在研究宇宙極端處星系死亡的機制

作為迄今為止ALMA上規模最大的星系調查之一,VERTICO 將提供51個星系的氫氣分子高分辨率圖,該分子是恒星形成的初始原料。

借助ALMA數據獲得瞭這個龐大的星系樣本,有可能揭示確切是哪種停止機理、沖壓脫模或是饑餓正在殺死處於極端環境中的星系,以及是怎樣殺死的。

通過將星系中的形成恒星氣體映射為環境驅動淬滅的煙槍實例,VERTICO會增強我們現今對宇宙致密區域中星系進化的瞭解。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學名詞

3. 趙丁丁- TOBY BROWN, THE CONVERSATION

如有相關內容侵權,請於三十日以內聯系作者刪除

轉載還請取得授權,並註意保持完整性和註明出處

Published in News by Awesome.

發佈留言

發佈留言必須填寫的電子郵件地址不會公開。 必填欄位標示為 *