【菜科解读】

　　

　　

　　ALMA射电望远镜捕捉到早期宇宙中两个巨大的螺旋星系（ID2299）碰撞后喷出大量气体

　　据cnBeta：世界上最大的射电望远镜捕捉到了早期宇宙中两个巨大的螺旋星系碰撞的瞬间。

天体物理学家认为，这一发现以为星系如何生长和进化提供一些关键的见解--以及可能导致它们停止生长的原因。

　　这项研究周一发表在《自然天文学》杂志上，描述了由阿塔卡玛毫米/亚毫米波阵列望远镜（ALMA）对ID2299星系进行的观测。

根据研究合着者、法国替代能源和原子能委员会(CEA)的天体物理学家Emanuele Daddi的说法，在观察了100多个星系后，ALMA团队发现了ID2299星系，并发现它正在经历一个“真正的极端事件”。

　　作为一个星爆星系，ID2299正在经历一个快速形成恒星的时期，热气体和尘埃正在积累，产生新的恒星的速度比平均速度快5倍左右。

随着时间的推移，当星系用完了它们的尘埃和气体形成恒星时，这个过程就会急剧放慢，结构就会沉淀下来，进入一个成熟的成长阶段，远没有那么忙碌。

　　ID2299的情况有点不寻常。

我们看到的是宇宙只有45亿年左右历史的时候。

它正在制造大量的恒星，但研究人员注意到，它似乎也在向太空中喷出大量气体。

他们称之为“巨量喷射”。

　　研究小组认为，这些“巨量喷射”的气体相当于银河系气体总质量的一半，很可能是由两个螺旋星系互相旋转造成的，导致引力变得很奇怪。

两个合并的星系之间的相互作用帮助快速排出气体。

然而，真正让他们兴奋的是他们的发现对星系生长和进化的影响。

　　当恒星形成下降时，星系就会进入其生命的最后阶段（持续几十亿年），但形成如何停止一直是个谜。

一些天体物理学家推测，由黑洞或强烈的恒星形成引起的星系风可能会将气体推出星系，并阻止恒星的形成。

但新研究表明，恒星的形成也可能被这些巨大的碰撞所淬灭。

　　“因此，两个星系之间的引力相互作用可以提供足够的角动量，将部分气体踢出星系周围，”杜伦大学天体物理学家、论文第一作者Annagrazia Puglisi说。

“这表明，合并也能够通过限制星系在数百万年内形成恒星的能力来改变星系未来的演化，在思考限制星系生长的因素时，值得更多的研究。

”

　　Puglisi的团队使用计算机模拟显示，“巨量喷射”很可能是由合并引起的，而不是ID2299中的黑洞或恒星形成增加。

　　研究人员还提出，这一事件可能在早期宇宙中很常见，其他星系抛射可能是星系碰撞的结果，这对之前一些关于风如何将星系气体吹到黑暗空间的研究提出了挑战。

为了帮助支持新的假设，该团队将研究其他遥远星系的合并，并试图进一步制约巨量喷射的可能原因。

　　“这可能会对我们理解究竟是什么形成了星系的演化产生巨大的影响，”里昂天文研究中心的天体物理学家、论文的合着者Jeremy Fensch说。

　　相关报道：ALMA观测到一个遥远的碰撞星系 它正在释放其恒星形成的气体

　　据cnBeta：Atacama大毫米/亚毫米波阵列（ALMA）观测到一个遥远的星系与另一个星系相撞。

科学家们之前也曾观测到过相撞星系，这一次的独特之处在于，随着星系的碰撞，产生的合并星系正在释放其恒星形成的气体。

天文学家说，这个星系正在喷射出近一半的恒星形成的气体，而且速度非常快。

　　科学家估计，银河系每年喷射的气体相当于近1万个太阳的的质量，气体的注入正在迅速地移除银河系制造新恒星所需的燃料。

气体的喷射被认为是在星系碰撞时触发的，这一事件可能会导致天文学家重新思考星系如何停止带来新的恒星。

当星系耗尽燃料并停止产生恒星时，它们就会逐渐消亡。

　　首席研究员Annagrazia Puglisi表示，这是天文学家首次在遥远的宇宙中观测到一个典型的大规模恒星形成星系，这个被称为被称为ID2299的遥远星系即将因大规模的冷气体喷射而消亡，它距离我们很远，光线需要90亿年才能到达地球。

　　从地球上，天文学家看到的星系是宇宙只是45亿年前的样子。

该星系形成恒星的速度也非常快，比银河系形成恒星的速度快数百倍。

天文学家说，这意味着剩余的气体将被恒星形成的速度迅速消耗掉。

　　ID2299在几千万年内将不再形成恒星，按照恒星形成气体的喷射和消耗速度，科学家认定，气体喷出是由于两个星系碰撞合并，由于喷出的气体与“潮汐尾”联系在一起造成的。

潮汐尾是一种延伸到星际空间的恒星和气体的形成的一种流状外貌，它是两个星系合并时产生的。

通常情况下，潮汐尾太过微弱，在遥远的星系中无法看到，然而，在ID2299中却可以看到它。

　　天文学家认为，恒星形成的风和大质量星系中心黑洞的活动造成的风是将恒星形成的物质发射到太空的原因。

然而，新的研究表明，星系合并也可能是将气体喷射到太空的原因。

　　相关报道：天文学家亲眼见证星系消亡场景

　　据网易科技《知否》（小小）：浩瀚的宇宙中有数不尽的星系，其中许多注定要走向消亡。

然而，人类至今从未观察到过这种现象。

不过，英国和法国科学家如今首次亲眼见证了遥远星系的消亡场景。

通常情况下，当星系中的恒星停止形成时，星系就会逐渐消亡。

　　英国达勒姆大学和法国萨克雷核研究中心的科学家们利用智利的阿塔卡玛大型毫米波望远镜阵列（ALMA）观察到了这种罕见现象，甚至看到其用于形成恒星的冷气体正大量流失。

　　这个星系代号为ID2299，距离地球大约90亿光年。

ID2299星系现在每年损失相当于10000个太阳质量的气体，这导致其形成恒星所需的材料大幅减少。

到目前为止，该星系已经失去了冷气体总量的46%。

　　与此同时，ID2299仍在以比我们银河系快数百倍的速度快速形成新的恒星，这将进一步加速耗尽该星系中剩余的气体。

这实际上将导致ID2299在几千万年后死亡。

　　英国达勒姆大学和法国萨克雷核研究中心首席研究员兼博士后助理安娜格拉齐亚·普格利西（Annagrazia Puglisi）表示：“这是我们首次观察到遥远宇宙中巨大星系即将死亡的场景，因为其冷气体正大规模喷射流失。

”

　　这个星系的消亡可能是由于与其他星系碰撞所致。

碰撞可能导致气体损失的有力证据是“潮汐尾巴”的形成，后者是两个星系碰撞后延伸到太空中的气体和恒星形成的长流。

通常情况下，这些潮汐尾巴在如此遥远的地方难以看到，但天文学家们能够在明亮的尾巴延伸到太空时观察到它。

　　如果碰撞导致这个星系的气体流失，天文学家可能需要重新考虑关于星系中恒星形成过程的理论。

此前，科学家们认为，恒星形成所产生的风，与巨型星系中心活跃的黑洞相结合，将形成恒星所需的物质喷出太空，从而标志着恒星形成过程结束。

　　法国萨克雷核研究中心的研究合着者、天文学家伊曼纽尔·达迪（Emanuele Daddi）说：“我们的研究表明，碰撞可以产生气体喷发，风和潮汐尾巴看起来非常相似。

这可能会让我们改变对星系‘死亡’的理解。

”

　　未来对ID2299的持续观测，可能会揭示更多关于该星系所喷出气体的信息。

伦敦大学学院研究员基亚拉·切尔科斯塔(Chiara Circosta)称：“ALMA为解释遥远星系中恒星形成的机制提供了新的线索。

目睹如此大规模的破坏事件，为复杂的星系演化之谜增添了重要一环。

”

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天文学家重建星系演化史

## 艺术家构想图展示了巨型螺旋星系NGC1365与一个较小伴星系发生碰撞并逐渐并合的过程，这一过程激发了剧烈的恒星形成活动，并导致气体及重元素的重新分布。

天文学家运用一种新型空间考古学技术，通过分析星系气体中的化学特征，重建了NGC1365在漫长宇宙历史中的演化历程。

图片来源：MelissaWeiss／哈佛史密松天体物理中心 通过分析遥远星系的化学指纹，天文学家重建了其长达120亿年的演化历程。

这一新方法有助于揭示星系——包括银河系在内——在宇宙时间尺度上是如何形成的。

由哈佛史密松天体物理中心领衔的一支天文学家团队，首次将星系考古学方法应用于银河系以外的星系，以揭示其演化历史。

该方法通过分析空间中遗留的化学特征，重建星系的形成与演化过程。

这项研究成果发表于《自然天文学》杂志，提出了一种强大的新方法，用于重建遥远星系的演化历史。

该研究还有助于确立一个名为星系考古学的新兴研究领域。

这是我们首次在银河系以外的星系中，以如此精细的程度应用化学考古学方法。

论文第一作者、哈佛大学教授兼天体物理学中心主任丽莎凯利说，我们希望理解自身起源：银河系是如何形成的？我们今天呼吸的氧气又是如何产生的？ 利用化学指纹绘制星系地图 为开展此项研究，研究人员使用了TYPHOON巡天项目的数据，这些数据由拉斯坎帕纳斯天文台的伊雷内杜邦望远镜采集。

他们聚焦于NGC1365——一个从地球视角看呈正面朝向的邻近旋涡星系，这种朝向使其细节更易于观测。

这使得研究团队能够分离并分析其中正在形成新恒星的各个区域。

年轻的炽热恒星发出强烈的紫外光，激发周围气体。

这一过程使氧等元素产生特征性的窄谱线。

通过分析这些光谱模式，科学家能够研究元素在星系中的分布情况。

天文学家长期以来一直知道，星系中心往往含有更高浓度的氧等重元素，而外围区域则较少。

这些分布模式受到多种过程的影响，包括恒星形成和超新星爆发的时间与位置、气体在星系内外的流动，以及与其他星系过去的相互作用。

螺旋星系NGC1365的六幅视图，源自其光谱测光数据立方体，该数据立方体由TYPHOON巡天项目获取。

最左侧为宽带图像，通过平衡B（蓝）、V（可见光）和R（红）波段的连续谱图像，近似呈现人眼所见的星系外观。

其右侧为窄带图像，从TYPHOON数据立方体中提取，中心波长对准电离氢的Hα谱线。

单个HII区清晰可见，这些区域由炽热、高光度的O型与B型恒星提供能量，勾勒出两条宏伟的旋臂结构。

接下来的三幅图像为分别以其他诊断性发射线（氮、硫以及三种诊断线的合成图像）为中心的数据切片。

最后一幅图展示了NGC1365经颜色编码的视向速度场。

致谢：B.Madore，卡内基科学研究所天文台 重建120亿年的星系演化历程 通过追踪NGC1365中氧含量的空间分布变化，并将观测结果与Illustris项目提供的先进数值模拟进行比对，研究团队得以重建该星系数十亿年来的演化历程。

这些模拟涵盖了气体运动、恒星形成、黑洞活动以及化学成分演化等关键物理过程，时间跨度从宇宙早期延续至今。

他们的分析表明，该星系的中心区域形成较早，并迅速富集了氧元素。

相比之下，外围区域则通过数十亿年间与多个矮星系的反复碰撞逐渐演化而成。

外侧的旋臂似乎形成时间较晚，很可能是由这些并合事件带来的气体和恒星逐步构建起来的。

看到我们的模拟结果与另一个星系的数据如此接近，非常令人兴奋，哈佛大学天体物理学家、哈佛史密松天体物理中心的天文学家拉尔斯赫尼格说。

这项研究显示，我们在计算机上模拟的天文学过程正在数十亿年间塑造着像NGC1365这样的星系。

一种理解星系的新工具 总体而言，研究结果表明NGC1365最初是一个相对较小的系统，随后通过多次与较小邻近星系的并合，逐渐演化成一个巨大的旋涡星系。

凯利表示，这项工作展示了星系气体中的化学特征如何揭示其过往历史，从而确立了河外星系考古学作为天文学中一种有价值的新工具。

这项研究很好地展示了理论如何直接助力观测工作。

我认为，这项研究还将影响理论研究者与观测研究者之间的协作方式，因为该项目中理论研究与观测工作各占一半，二者缺一不可。

唯有理论与观测紧密结合，才能得出这些结论。

这对银河系意味着什么 研究NGC1365等与银河系具有相似特征的星系，有助于科学家更深入地理解银河系的起源，并判断其演化历史在宇宙中是否具有代表性或属于特例。

所有旋涡星系都是以相似的方式形成的吗？凯利问道，它们的形成过程是否存在差异？它们现在的氧元素分布在哪里？我们的银河系在哪些方面有所不同，或者是否具有独特之处？这些问题正是我们想要解答的。

BY: Smithsonian FY: AI 如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处