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有东西正在杀死星系:天游登录科学家试图寻找真正的“凶手”

2019-09-28 17:21      点击:
  在宇宙的尽头,有星系正在被杀死。它们的恒星形成过程被停止,目前,科学家展开调查,试图寻找真正的“凶手”。
 
  加拿大领导的第一个世界领先的望远镜大型项目希望能做到这一点。这项名为“调查一氧化碳追踪处女座环境(VERTICO)”的新计划正在详细调查星系是如何被它们的环境杀死的。
 
  该研究由30名专家组成的团队进行,他们使用阿塔卡玛大型毫米波阵列(ALMA)对离我们最近的处女座星系团的51个星系以高分辨率进行拍摄后绘制分子氢气图,。
 
  ALMA于2013年投入使用,耗资14亿美元,是智利北部阿塔卡马沙漠海拔5000米上布置的一系列相互连接的无线电天线。
 
  ALMA是现存最大的地面天文项目,是有史以来建造的最先进的毫米波长望远镜,是研究新恒星形成的致密冷气体云的理想场所,这些云是用可见光是看不到的。
 
  大型ALMA研究项目,如VERTICO,旨在解决战略科学问题,这些科学问题将为该领域带来重大进步或突破。
 
  星系团
 
  星系在宇宙中的位置,以及它们如何与周围环境(围绕它们周围的星系间介质)相互作用,是影响它们形成恒星能力的主要因素。但是,这个所谓的环境究竟是如何决定星系的生死的,仍是一个谜。
 
  星系团是宇宙中规模最大、最极端的环境,包含了数百甚至数千个星系。
 
  只要存在质量的地方,就会存在引力,星系团中巨大的引力会加速星系,导致其速度变得非常快,通常可以达到每秒数千公里,并且将星系之间的等离子体加热到很高的温度,以至于它发出X射线光。
 
  在这些星系团密集、不宜居住的内部,星系与周围环境相互作用。正是这些相互作用可以杀死——或淬灭——它们的恒星形成。
 
  了解哪些淬灭机制可以切断恒星的形成及其是如何进行的,是VERTICO合作研究的主要焦点。
星系-天游平台
  星系的生命周期
 
  当星系穿过星团时,星系间等离子体可以在称为冲压压力剥离的暴力过程中,迅速排出气体。当你移除恒星形成的燃料时,你实际上是将星系杀死了,因为这一的过程将它变成一个死天体,因为无法形成新的恒星。
 
  此外,星团的高温可以阻止热气体冷却并凝结到星系上。在这种情况下,星系中的气体不是被环境主动去除的,而是随着恒星的形成而消耗的。
 
  这个过程会导致恒星形成过程出现一个缓慢的、不可阻挡的关闭,这种病态的行为被称作为饥饿或扼杀。
 
  虽然这些过程差异很大,但每个过程都会在星系形成恒星的气体上留下独特的、可识别的印记。将这些印记拼接在一起,形成星系团如何推动星系变化的图片,是VERTICO协作的关键。
 
  在几十年的工作的基础上,为了进一步提升对环境如何推动星系演化的见解,我们计划为这个谜题增加一个关键的新部分。
 
  理想案例研究
 
  处女座星团是进行如此详细的环境研究的理想场所。它是离我们最近的大质量星系团,并且正处在形成过程中。
 
  这意味着研究人员可以得到星系生命周期不同阶段的快照,并能够建立一个详细的图片,来表示恒星形成在星团星系中是如何被关闭的。
 
  电磁光谱的每个波长上都可以观察到处女座星团中的星系(例如,无线电、光学和紫外线),但是想要观测到恒星形成气体(在毫米波长下),所需的灵敏度和分辨率尚不存在。
 
  作为ALMA迄今最大的星系调查之一,VERTICO将为51个星系提供分子氢气的高分辨率地图——恒星形成的原始燃料。
 
  有了这个大样本星系的ALMA数据,就可以准确地揭示出有哪些淬灭机制、冲压压力剥离或饥饿正在极端环境中杀死星系,以及它们是如何杀死的。
 
  通过绘制星系中恒星形成气体的图谱,VERTICO将推进我们目前对宇宙中密度最大区域的星系如何演化的理解。