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横跨数百万光年,星系间的介质中,不仅存在气体,而且如此致密!

2019-08-14 09:21:24 暂无 阅读:1101 评论:0

为认识宇宙中最通俗的物质,以及发生在通俗物质身上不平常的事情,一个耶鲁大学向导的天文学家团队深入到宇宙迷雾中。研究发现关于重子动力学有趣的新细节,重子是亚原子粒子(包罗质子和中子)的鸠合,它们组成了宇宙中大部门可见物质。大多数重子位于星系间介质(IGM)中,IGM是介于星系之间的空间,物质既不受四周系统的束缚,也不受四周系统的牵引。

横跨数百万光年,星系间的介质中,不仅存在气体,而且如此致密!

耶鲁大学博士后助理尼尔·曼德尔克和弗兰克·c·范登·博施传授申报了迄今为止对IGM大片区域最具体的模拟。这是第一次,可以看到IGM中严寒、浓密的气体云是若何组织起来的,并在广宽的宇宙中,在更大的物质“薄片”或“薄煎饼”中发生回响,这一发现揭橥在《天体物理学》上。多年来,研究人员一向试图将IGM的构造和性质拼凑在一路,一方面是为了测试大爆炸宇宙学的尺度模型,该模型展望80%-90%的重子都在IGM中,另一方面也是为了研究IGM作为宇宙燃料起原的要害感化。

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星系之所以可以络续地形成恒星,是因为新气体从IGM流入星系,很显着,若是星系不接收来自IGM的新颖气体,它们将在很短的时间内讧尽气体。然而,检测IGM的气体极其难题,与在星光下闪耀的星系分歧,IGM中的气体几乎从来没有充沛的亮度来直接探测到。相反,它必需经由接收配景光来间接研究。这种接收研究使研究人员可以认识气体云的密度和化学成分。稀奇是,可以发现四周星系的恒星形成是否用金属(比氦更重的元素)污染了气体。

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经由新的模拟,耶鲁大学的研究小组学到了好多:包罗前面提到的重子“薄片”的新特征。这些是物质的扁等分布,被称为‘薄煎饼’,横跨数百万光年。研究发现,这些薄煎饼里的气体不是平均分布,而是破碎成雷同‘宇宙雾’的器材,由相对严寒和浓密气体构成的微小离散云构成。这种浓密气体云被认为只在接近星系的空间区域形成,那边的气体天然密度更大。但新的模拟表明,它们也能够从低密度IGM中凝聚出来,这种现象是天然发生的,是由气体的有效冷却激发的不不乱究竟。

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这个宇宙雾的另一个方面,是原始的,它离任何星系都太远,不会被金属污染。这一发现意义重大,因为它注释了从星系远距离观测到高密度、无金属云层令人疑心的现象。天文学家无法注释这一现象,但新的模拟研究表明,它们的存在或者只是天然过程的究竟。研究凸起了准确解决IGM中气体性质问题的主要性。为了更好地解决中心星系的问题,这一问题往往被轻忽。尤其是在前几代宇宙学模拟都没有发现IGM中有如斯致密的气体情形下,很难懂得IGM中的气体是若何变得如斯致密。

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