FAST探測到的在著(zhù)名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周?chē)靺^中的原子氣體分布(用紅色光暈顯示：光暈越薄表示氣體柱密度越低)。圖中背景為用光學(xué)望遠鏡得到的彩色光學(xué)圖像，“斯蒂芬五重星系”位于圖像中間。嵌入圖是韋布空間望遠鏡最近發(fā)布的紅外波段彩圖：藍光和白光代表在近紅外波段的恒星輻射，橙色光和紅光代表在中紅外波段的氣體和塵埃輻射(圖源：NASA、ESA、CSA、STScI)。 中科院國家天文臺供圖
在人類(lèi)眼中，地球所在的太陽(yáng)系已經(jīng)非常浩瀚，人類(lèi)探測器至今還無(wú)法飛出太陽(yáng)系，但在宇宙視角下，太陽(yáng)系只不過(guò)是銀河系中微不足道的一粒塵埃，比銀河系還要大20倍的原子氣體系統又會(huì )是怎樣的存在？中國天眼(FAST)最新就在宇宙中發(fā)現了這樣的存在。
中國科學(xué)院國家天文臺徐聰研究員領(lǐng)導的國際團隊，近日利用被譽(yù)為中國天眼的500米口徑球面射電望遠鏡，對宇宙中著(zhù)名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周?chē)靺^的氫原子氣體進(jìn)行成像觀(guān)測，發(fā)現1個(gè)尺度大約為200萬(wàn)光年的巨大原子氣體系統，比人類(lèi)所在的銀河系大20倍。
這是迄今為止在宇宙中探測到的最大的原子氣體系統，得益于中國天眼超高靈敏度帶來(lái)的前所未有的極端暗弱天體探測能力。該項天文重大發(fā)現及研究成果論文，北京時(shí)間10月19日夜間在國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《自然》在線(xiàn)發(fā)表。
徐聰研究員介紹說(shuō)，觀(guān)測宇宙中的氣體是天體物理中一個(gè)非常重要的研究課題。宇宙中所有天體的起源都離不開(kāi)原子氣體，例如星系主要的演化過(guò)程就是不斷從宇宙空間吸收原子氣體然后將其轉化為恒星的過(guò)程。射電天文波段能夠對宇宙中的原子氣體進(jìn)行直接觀(guān)測，中國天眼是當今世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡，能夠探測到遠離星系中心的極其稀薄的彌散原子氣體所發(fā)出的暗弱輻射，從而為研究宇宙中天體的起源打開(kāi)了一個(gè)嶄新的窗口。
中國天眼最新發(fā)現20倍銀河系的巨大原子氣體系統，揭示了在遠離致密星系群“斯蒂芬五重星系”中心的外圍空間存在大尺度的低密度原子氣體結構。這些氣體結構的形成很可能與“斯蒂芬五重星系”早期形成時(shí)，星系間相互作用的歷史有關(guān)，已經(jīng)存在了大約10億年。
徐聰表示，這項發(fā)現對研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰，因為現有理論很難解釋為什么在如此漫長(cháng)的時(shí)間里，這些稀薄的原子氣體仍沒(méi)有被宇宙空間中的紫外背景輻射電離。中國天眼的這項觀(guān)測成果預示著(zhù)宇宙中可能存在更多這樣大尺度的低密度原子氣體結構。
據了解，致密星系群“斯蒂芬五重星系”于1877年被法國天文學(xué)家斯蒂芬發(fā)現并以其名字命名，從發(fā)現至今，“斯蒂芬五重星系”一直是最受天文學(xué)界關(guān)注的星系群，也成為美歐最新一代韋布空間望遠鏡(JWST)第一批觀(guān)測并首次向公眾展示的5個(gè)目標之一。
