5月5日,Science以“Inspiraling streams of enriched gas observed around a massive galaxy 11 billion years ago”為(wei)(wei)題,在線(xian)發表清華大學蔡(cai)崢(zheng)教(jiao)授團隊的(de)研究論文。清華大學蔡(cai)崢(zheng)教(jiao)授為(wei)(wei)項目PI,文章通訊作(zuo)(zuo)(zuo)者、共(gong)同第一作(zuo)(zuo)(zuo)者;2018級博士生張世武為(wei)(wei)論文的(de)第一作(zuo)(zuo)(zuo)者,清華大學許丹丹教(jiao)授等(deng)提供了重(zhong)要的(de)理論支持。該研究直接探(tan)測到早(zao)期宇宙中,星(xing)系周圍氣(qi)體進入星(xing)系的(de)詳細過(guo)程,證實了重(zhong)元素豐(feng)度較高(gao)的(de)“循環內流”是驅動星(xing)系恒星(xing)形成的(de)關鍵(jian),為(wei)(wei)理解星(xing)系“生態系統”及星(xing)系演化邁出重(zhong)要一步。

星系吸積星系外氣體,形成恒星的(de)詳細過程是天體物理學研究的(de)熱(re)點。為(wei)了解(jie)開這(zhe)一(yi)謎題,蔡崢教(jiao)授(shou)領導的(de)國(guo)際(ji)團隊,利用世界上最大(da)的(de)光學望遠(yuan)鏡(jing)——“凱克“對距(ju)今110億年的(de)一(yi)個巨大(da)的(de)氣體星云進行(xing)了觀測(ce)。利用先進的(de)成像光譜儀(yi)——“宇(yu)宙(zhou)網(wang)成像器(qi)”,團隊成功探(tan)測(ce)到了星系周(zhou)圍氣體的(de)氫元(yuan)素、及多(duo)種重元(yuan)素輻(fu)射,并進一(yi)步估(gu)計出重元(yuan)素的(de)大(da)尺度空間分布。這(zhe)也意味(wei)著(zhu)在宇(yu)宙(zhou)早期,星系周(zhou)圍氣體已經富(fu)含重元(yuan)素。
本次發(fa)現對星(xing)(xing)系(xi)如何與(yu)大(da)尺度環境進行物質交(jiao)換(huan)提供(gong)了(le)清晰的(de)圖景。表明“循環氣(qi)體流(liu)”(recycling inflow)是驅動早(zao)期宇宙大(da)質量星(xing)(xing)系(xi)形成的(de)重要(yao)機(ji)制。該發(fa)現為理解星(xing)(xing)系(xi)生態系(xi)統、星(xing)(xing)系(xi)形成和(he)演(yan)化邁出了(le)關鍵的(de)一步。未來,結合更大(da)口徑、更大(da)視場的(de)光譜巡天望(wang)遠(yuan)鏡(jing),人(ren)們有望(wang)揭示星(xing)(xing)系(xi)中恒星(xing)(xing)形成的(de)全貌(mao)。
該工作得到了科(ke)技(ji)部重點研發計劃、國家自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)基金委、清(qing)華大學(xue)(xue)(xue)等單位的支持。合作單位包括日本早稻田大學(xue)(xue)(xue)、德國馬克(ke)斯(si)-普朗克(ke)研究所(suo)、加(jia)州大學(xue)(xue)(xue)、浙江大學(xue)(xue)(xue)、普林斯(si)頓大學(xue)(xue)(xue)、猶他大學(xue)(xue)(xue)、北(bei)京大學(xue)(xue)(xue)、廣州大學(xue)(xue)(xue)、廈門大學(xue)(xue)(xue)、深圳技(ji)術(shu)大學(xue)(xue)(xue)、亞利(li)桑那大學(xue)(xue)(xue)、中國科(ke)學(xue)(xue)(xue)院國家天(tian)文臺(tai)、上(shang)海天(tian)文臺(tai)等。
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