我们的银河系是个“节俭”的星系。超新星爆炸和剧烈的恒星风将星系盘(galactic disk)中的气体吹出,但这些气体又会落回来,形成新一代恒星。天文学家对整个循环过程进行了全面的核算,发现气体的“收入”竟然比“支出”多。
太空望远镜科学研究所(位于马里兰州巴尔的摩)的天文学家、研究的主要作者Andrew Fox说:“我们预计银河系的‘账单’是平衡的,气体的流入和流出是平衡的,但是哈勃10年的紫外线数据表明,流入比流出要多。”这篇文章将发表在《天体物理学杂志》上。Fox表示,就目前而言,过量流入气体的来源仍然是个谜。
这幅图描绘了银河系盘上方和下方的气体回收过程。哈勃使用其精确的宇宙起源分光计观察不可见的气体云,福克斯的团队使用来自背景类星体的光来探测这些云的运动。(类星体是活跃星系的核心。它们被“吃饱”的黑洞驱动,非常明亮 背景中类星体发出的光穿过气体云,气体云吸收某些频率的光,在类星体的光谱中留下痕迹 福克斯挑选出硅的光谱特征,并用它来追踪银河系周围的气体。这些光在穿过上升的气体云时红移,在穿过下降的气体云时蓝移,这使得哈勃能够精确地观察进出银河系的气体。
学分:美国宇航局、欧空局和d player (stsci)
一个可能的解释是,新气体来自星系间介质(IGM) 但是福克斯怀疑银河系通过自身强大的引力正在掠夺其他小星系的气体资源。此外,尽管这些观测覆盖了整个星系,但它们只关注冷气体,也可能涉及更热的气体。
这项新研究报告了迄今为止理解气体进出银河系速度的最佳测量方法。在此之前,天文学家不知道银河气体储备流入和流出的相对含量 这两个过程之间的平衡非常重要,这将调节新一代恒星和行星的形成。
这项研究的数据来自哈勃的宇宙起源光谱仪,该光谱仪是宇航员在2009年的维护任务中安装在望远镜上的 研究人员梳理了数据文件,分析了过去200次对银河系周围漫射光晕的紫外线观测。由于银河系的光晕只能被紫外线探测到,过去十年详细的紫外线数据提供了银河系气体流动的信息,使得这一清单成为可能。
“哈勃空间望远镜观测的最初目的是研究银河系以外的宇宙,但我们在观测前景中回到了银河系气体 该论文的合著者、北卡罗来纳州立大学的荣蒙·博尔多里指出,多亏了哈勃的档案,我们可以用同样的观察来研究“附近”和“遥远”的宇宙。
到目前为止,银河系是唯一一个我们有足够数据来分析气体流入和流出的完整统计信息的星系。
这项研究的另一位作者,德国波茨坦大学的菲利普·里希特(Philipp Richter)说:“对我们自己星系的详细研究为理解整个宇宙中的星系提供了基础,我们已经意识到我们的银河系比我们想象的要复杂 “
未来的研究将探索过量流入气体的来源,以及其他大型星系是否有类似的表现。” 福克斯指出,COS的观察数据足以审计仙女座菌株(M31) M31是我们银河系的姐妹星系,重数万亿个太阳质量,距地球约250万光年。观察显示M31发出的光呈蓝色,表明它正在接近我们,并可能与银河系相撞,在未来形成一个巨大的椭圆星系。
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