星系间并不是空的!星系风为星系的演化提供了新线索!

现在,来自平流层红外天文观测站的数据被用来更详细地研究这个星系,揭示了影响星系演化的物质是如何进入星系间空间的。

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博科园:本文为星系天文学类

雪茄星系(也被称为M82)以其制造新恒星的非凡速度而闻名,恒星的诞生速度是银河系的10倍。现在,来自平流层红外天文观测站(SOFIA)的数据被用来更详细地研究这个星系,揭示了影响星系演化的物质是如何进入星系间空间的。

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博科园-科学科普:研究人员首次发现,从雪茄烟星系(M82)中心流出的星系风沿磁场方向排列,并输送大量的气体和尘埃——相当于5000万到6000万个太阳的质量。索非亚团队的美国大学空间研究协会(USRA)科学家恩里克洛佩兹罗德里格斯(Enrique Lopez-Rodriguez)说:星系之间的空间并不是空的,它包含气体和尘埃——这些是恒星和星系的种子物质。

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现在,我们对这些物质如何随时间从星系内部逃逸有了更好的理解。M82不仅是一个典型的星暴星系,因为它正在形成数量惊人的新恒星,与大多数其他星系相比,它还具有强风,将气体和尘埃吹入星系间空间。

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天文学家长期以来一直认为,这些风也会将星系磁场拉向相同的方向,但尽管进行了大量研究,仍然没有观测到这一理论的证据。索非亚航空天文台的研究人员明确地发现,来自雪茄星系的风不仅将大量气体和尘埃输送到星系间的介质中,而且还会拉拽磁场,使其垂直于星系盘。

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  • 雪茄星系(也称为M82)的磁场线出现在这张合成图像中,这条线遵循了由异常高的恒星形成率所产生的两极流出(红色)。图片:NASA/SOFIA/E. Lopez-Rodiguez; NASA/Spitzer/J. Moustakas et al

事实上,风把磁场拖了超过2000光年——接近风本身的宽度。Lopez-Rodriguez说:这项研究的主要目标之一是评估星系风在磁场中拖动的效率,我们没想到会在这么大的区域内发现磁场与风向一致。这些观测结果表明,与星暴现象相关的强风可能是向附近星系际介质中播撒物质并注入磁场的机制之一。如果类似的过程在早期宇宙中发生,它们将会影响第一个星系的基本演化,其研究结果发表在《天体物理学快报》上。索非亚的最新仪器,高分辨率机载宽频相机plus (HAWC+),使用远红外光线观察沿磁场线排列的天体尘埃颗粒。从这些结果中,天文学家可以推断出原本看不见的磁场形状和方向。

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远红外光提供了关于磁场的关键信息,因为信号是“干净”的,不受其他物理机制(如散射可见光)发射的污染。这项研究的首席研究员,位于明尼阿波利斯市的明尼苏达大学名誉教授特里·琼斯(Terry Jones)说:研究星系间磁场(以及了解它们是如何演化的)是理解星系在宇宙历史上是如何演化的关键,通过索菲亚的HAWC+仪器,我们现在对这些磁场有了新的认识。HAWC+仪器是由喷气推进实验室领导的多机构团队开发并交付给NASA。JPL科学家和HAWC+首席研究员Darren Dowell以及JPL科学家Paul Goldsmith是使用HAWC+研究雪茄星系的研究小组成员。

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博科园-科学科普|研究/来自: 喷气推进实验室/Kassandra Bell, Arielle Moullet

参考期刊文献:《天体物理学》,《天体物理学快报》,《arxiv》

DOI: 10.3847/2041-8213/aaf8b9

Cite: arXiv:1812.06816

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