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如果宇宙中没有风,会发生什么?

2019-12-03 06:19暂无阅读:1926评论:0

科学家们在一个简单粗暴的系统中学习的恒星形成。

图解:智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。

仅在宇宙大爆炸发生的十亿年后,天文学家们就在宇宙形成的早期发现了从银河系流出的大量快速移动的气体射流。

来自尘土飞扬的SPT2318-55星系的外向流想停止其恒星的形成活动,预计至少要等到数十亿年内,气体回落为止。

这项发现发表在《科学》杂志上,由美国德克萨斯大学的Justin Spilker及其同事所著。

诸如银河系一类的星系,其恒星形成的速度较慢,大约每年只能够形成一颗新星。然而,在相同时期,其他星系却能够诞生出成百上千的恒星。但是,这种快节奏的形成活动是无法一直维持下去的。

为了避免星系在形成过程中体积过大速度过快,避免在光耀的火焰中燃烧,一些星系通过排出大量气体来限制那些潜在的失控的恒星诞生。 这可能是由多种力引起的,包括辐射压力,超新星或超大质量黑洞将物质拉走的情况。

Spilker说:“星系是个复杂的、混乱的野兽,我们认为外向流和风是它们形成和演化,调节其生长能力的关键因素。”

其实这些外向流和风已经能够在附近的星系中被发现了。但是,由于它们是众所周知的难以被观测到的,所以目前还不清楚其在早期的星系分布范围中的位置。其光谱特征也可能会很模糊,所以外向流的证据并不可靠。

利用智利北部的阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA),并通过介于中间星系的引力透镜的放大作用,Spilker及其团队得以观察了超过120亿光年来自SPT2319-55星系的气体,这是有史以来早期宇宙中最遥远清晰的外向流。

当尘埃围绕新形成的恒星加热时,它开始发出红外光。当这些光线穿过从银河系喷射出的风时,气流中包含的羟基分子会吸收特定的波长,并且可以通过ALMA被观测到。

Spilker说:“由此,我们还可以判断风速有多快,并大致了解外向流中到底含有多少物质。”

对于每个形成的与太阳质量当量的恒星来说,其数量如果与之相同或两倍之间,则会被风清除,从而大大压缩了未来的恒星储气层。

据估计,大量的外向流以每秒800公里的速度行进,而不是仅仅局限于银河系的中心,以团簇聚集成少数星团的形式呈现。

没有参与这项研究的澳大利亚斯威本大学的天文学家Alan Duffy说:“年轻的星系不是像成熟的星系那样是稳定有序的旋涡,如银河系中部的恒星(以及由此产生的风)。”

“它们是由几个斑点组成的,每个斑点都形成了产生这些风的恒星。”

他补充说,风的高速度令人惊讶。“这些风是在宇宙本身较小,较密集的时候产生的,这意味着它们会向银河系中推入更多的气体。 会让他们的速度放慢下来。”

尽管数量庞大,但天文学家认为,只有10%的流出气体以足够快的速度传播,最终逃出了银河系。其余的将保留在银河系的光环中,并最终退回到SPT2319−55星系。

由于外向流的限制作用,预计在未来1亿年内SPT2319-55星系中的恒星形成将受到抑制。

从长远来看,我们仍然不清楚这意味着什么。 这可能会导致恒星形成的永久性淬灭,或者由于大量的气体将留在星系中,因此在遥远的将来会看到下一轮恒星的形成。

Spilker总结说:“到目前为止,我们在如此遥远的宇宙距离上仅观测到了一个星系,但我们想知道其他星系中是否也存在类似的风,以了解它们的相似程度。”

“如果它们基本上发生在每个星系中,我们就会知道分子风不仅无处不在,而且正是星系可自我调节的真正普遍的生长方式。”

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Ben Lewis- cosmosmagazine-歌诗小

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