China’s FAST Telescope Discovers Largest Known Atomic Gas Structure

中国FAST望远镜发现已知最大的原子气结构

由中国国家天文台徐聪领导的国际团队最近使用先进的 FAST 望远镜观测致密星系群斯蒂芬五重奏及其周边区域,捕捉到一个延伸约 200 万光年的原子气体系统的图像,或比我们的银河系大 20 倍。

这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体系统,该成果随后于10月19日发表在国际学术期刊《自然》上。FAST代表五百米口径球面望远镜,也被称为“天眼” ”(天眼)。

上图显示了 FAST 探测到的斯蒂芬五重奏周围天空中原子气体的分布。 红晕越薄,气柱的密度越低。

自1877年被法国天文学家爱德华·史蒂芬发现以来,史蒂芬五重星系是研究最深入的致密星系群,也成为詹姆斯·韦伯太空望远镜最早观测并首次向公众展示的五个目标之一. 上图中的背景是望远镜获得的彩色光学图像,斯蒂芬五重奏位于中间。 嵌入的图像是詹姆斯韦伯太空望远镜最近发布的红外波段彩色图片:蓝色和白色光代表近红外波段的恒星辐射,而橙色和红色光代表中红外波段的气体和尘埃辐射。

FAST的最新发现揭示了在远离星系团中心的外层空间中存在大规模的低密度原子气体结构。 这些气体结构的形成很可能与史蒂芬五重奏早期形成过程中的星系间相互作用的历史有关,这个五重奏已经存在了大约十亿年。

这一发现对宇宙中星系及其气体演化的研究提出了挑战,因为现有理论很难解释为什么这些稀薄的原子气体在如此长时间内没有被太空中的紫外线背景辐射电离。 FAST的这一观察表明,宇宙中可能存在更多这样的大规模低密度原子气体结构。

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观测宇宙中的气体是天体物理学中一个非常重要的研究课题,因为宇宙中所有天体的起源都与原子气体有关。 例如,星系的主要演化过程是不断地从太空中吸收原子气体并将其转化为恒星的过程。 射电天文波段可以直接观测宇宙中的原子气。

FAST是世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜。 它可以探测到远离星系中心的极薄分散原子气体发出的微弱辐射,为研究天体起源开辟了新的窗口。

2021 年 3 月 28 日拍摄的航拍照片显示了中国西南部贵州省正在维修的中国 500 米口径球面射电望远镜 (FAST)。 (来源:新华社)


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