【科技前沿】

　　清華大學團隊揭示星係外氣體(ti) 進入星係的詳細過程

　　為(wei) 理解星係形成演化邁出重要一步

　　光明日報北京5月5日電 記者鄧暉從(cong) 清華大學獲悉，該校天文係團隊通過全波段數據直接探測到早期宇宙中星係周圍氣體(ti) 進入星係的詳細過程，證實了重元素豐(feng) 度較高的“循環內(nei) 流”是驅動星係恒星形成的關(guan) 鍵，為(wei) 理解星係“生態係統”及星係演化邁出重要一步。相關(guan) 研究成果於(yu) 5月5日以長文形式在線發表於(yu) 《科學》雜誌。

　　星係吸積星係外氣體(ti) 形成恒星的詳細過程，一直是天體(ti) 物理學研究的熱點。在美國近期公布的未來十年天體(ti) 物理規劃中，“宇宙生態係統”是需要解決(jue) 的重要問題之一，而其中的一個(ge) 關(guan) 鍵是大質量星係形成演化的機製問題。理論認為(wei) ，對於(yu) 大質量星係而言，其本身巨大的引力勢能，導致物質在塌縮過程中被激波加熱，使流入星係的氣體(ti) 具有很高的溫度，無法有效冷卻，從(cong) 而不能順利聚在一起形成恒星。然而，這一理論與(yu) 新的觀測相悖，因為(wei) 在非常早期的宇宙中，已發現有的大質量星係內(nei) 部也正在劇烈地形成恒星。這就意味著，人們(men) 還沒有充分理解氣體(ti) 流入星係的詳細過程，流入的氣體(ti) 如何驅動恒星形成過程也未被揭示。

　　為(wei) 了揭開這一謎題，來自清華大學的蔡崢教授團隊利用世界上最大的光學望遠鏡——“凱克”對距今110億(yi) 年的一個(ge) 巨大的氣體(ti) 星雲(yun) 進行了觀測，並利用其先進的成像光譜儀(yi) ——“宇宙網成像器”，成功探測到了星係周圍氣體(ti) 的氫元素以及多種重元素輻射，進而估計出重元素的大尺度空間分布。研究團隊介紹，這意味著在宇宙早期，星係周圍氣體(ti) 已經富含重元素。通過進一步的光譜和數值模擬分析發現，這些富含重元素的電離氣體(ti) ，極為(wei) 可能是早先被星係中心的活動星係核噴射到星係周圍，通過複合輻射、禁戒躍遷輻射等過程冷卻下來，在引力和環境角動量共同作用下，重新回流入星係，形成“循環冷氣體(ti) 流”。對觀測到的氣體(ti) 動力學建模進一步表明，循環氣體(ti) 流是朝星係流入的，可以促進和維持恒星形成活動。

　　研究團隊介紹，本次發現為(wei) 星係如何與(yu) 大尺度環境進行物質交換提供了清晰的圖景，表明“循環氣體(ti) 流”是驅動早期宇宙大質量星係形成的重要機製。未來，利用更大口徑、更大視場的光譜巡天望遠鏡（例如清華大學正在籌備的MUST巡天望遠鏡），人們(men) 有望揭示星係中恒星形成的全貌。