【正見新聞網2024年09月09日】
由澳大利亞研究委員會資助的天文研究項目ASTRO 3D發現星暴星系 IRAS 08339+6517周圍的氣體層尺度超過100萬光年，這遠遠超過其圓盤半徑（通常認為的星系尺寸）7800光年。如果這個星系是典型的，那麼這項研究表明，星系可能比我們原先認為的要大幾十倍。
星系的盡頭和深空的起點在哪裡？這似乎是一個簡單的問題，但如果你仔細觀察環繞星系的介質（CGM）就會發現並非如此。
環繞恆星盤的氣體暈約占星系質量的 70%（不包括暗物質），但迄今為止仍是一個謎。過去，我們只能通過測量被氣體吸收的背景物體（如類星體）發出的光來觀察氣體。這就將雲的圖像限制為類似鉛筆的光束。
星暴星系 IRAS 08339+6517周圍 的氣體暈。（來源：Cristy Roberts ANU/ASTRO 3D）
一項新的研究利用新的深度成像技術，對距離我們 2.7 億光年的恆星爆發星系的周圍介質進行了觀測，該技術能夠探測到距離我們 10 萬光年空間範圍內星系外部發光的氣體雲。
為了想像這團氣體雲的巨大規模，請考慮一下星系的星光——我們通常認為的圓盤——距離其中心僅 7,800 光年。
當前的研究觀察了從星系中心到遙遠太空的氫和氧的物理聯繫，並表明氣體的物理條件發生了變化。
「我們在各個地方都發現了它，這真的令人興奮，也有點驚訝，」該論文的第一作者、斯威本大學和 ASTRO 3D 的研究員、俄克拉荷馬大學的副教授尼可拉.尼爾森(Nikole M. Nielsen) 說。
該論文的其他作者來自斯威本大學、德克薩斯大學奧斯汀分校、加州理工學院、加州大學聖地亞哥分校和杜倫大學。
「我們現在可以看到星系的影響在哪裡結束，在哪裡過渡成為星系周圍更多物質的一部分，以及最終在哪裡加入更廣闊的宇宙網和其他星系。這些通常都是模糊的邊界，」尼爾森博士說。
「但在這種情況下，我們似乎已經發現了該星系的星際介質和星系外介質之間相當清晰的邊界。」
該研究觀察了星系內恆星利用其光子電離氣體的情況。
尼爾森博士說：「在 CGM 中，氣體被星系內部典型條件以外的其他因素加熱，這可能包括來自宇宙中集體星系的彌散發射的加熱，也可能有一些是由於衝擊造成的。」
她說：「這個有趣的變化非常重要，它為星系的盡頭問題提供了一些答案。」
這一發現得益於夏威夷 10 米凱克望遠鏡上的凱克宇宙網成像儀 (KCWI)，它包含一個積分場光譜儀，是同類儀器中最靈敏的儀器之一。
「這些獨一無二的觀測需要非常黑暗的天空，而這種天空只有在莫納克亞山的凱克天文台才能找到，」該論文的作者之一、斯威本大學副教授迪安·費舍爾 (Deanne Fisher) 說。
「斯威本與 WM 凱克天文台的合作讓我們的團隊真正突破了可能性的界限，」另一位作者、副教授 格倫.卡普扎克(Glenn Kacprzak) 說道。「KCWI 確實改變了我們現在測量和量化星系周圍彌散氣體的方式。」
「這是我們第一次能夠拍攝星系周圍的物質暈的照片，」ASTRO 3D 主任 額碼.萊恩-韋伯(Emma Ryan-Weber) 教授說。
「CGM在氣體循環中發揮著重要作用，」尼爾森博士說。「因此，能夠了解CGM在不同類型星系（正在形成恆星的星系、不再形成恆星的星系以及在兩種類型之間過渡的星系）周圍的情況，我們可以觀察到這種氣體的差異，這可能導致星系內部的差異，而這種氣體庫的變化實際上可能正在推動星系本身的變化。」
尼爾森博士說：「我們銀河系和仙女座星系的環繞介質 (CGM) 很可能已經重疊並相互作用。」
這項研究成果發表在2024年9月6日的《自然天文學》上。
資料來源：
https://astro3d.org.au/galaxies-are-much-much-bigger-than-we-thought/