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循环的气体为早期宇宙中的一个巨大的星系提供能量

2023-05-05 10:52:56 来源：cnBeta

科学家们在红移2.3处观察了一个大质量星系，发现含有比氦气更重的元素的富集气体流螺旋式地进入星系，为快速的恒星形成提供额外的燃料。这支持了早期宇宙中星系形成过程中富含气体循环的理论。

研究人员报告说，富含比氦更重的元素的星系间气体流环绕并螺旋式进入一个在红移2.3处观察到的大质量星系。这些发现提供了在早期宇宙的星系形成过程中富含气体回收的证据。

星系是通过从银河系周围介质(CGM)和银河系间介质(IGM)中吸积气体而形成的，这些气体随后凝结成恒星。模拟和观测表明，冷流吸积--几乎不含比氦重的元素的原始星系间气体的积累为早期宇宙中星系的恒星形成率提供了燃料。

然而，这些早期星系中的恒星过程，如超新星，使星系内的气体富含比氦气更重的元素，包括碳。相关的过程甚至可以将这些物质中的一部分重新喷射到IGM中。

理论预测，富集的气体随后可以被回收，重新回到星系中，提供额外的燃料以维持更长时间的快速恒星形成。然而，对富集气体进入高红移星系的观测是有限的。

张世武、蔡铮及其同事使用凯克二号和斯巴鲁望远镜来观测红移2.3处的一个大质量星系周围的气体。除了氦和氢之外，该区域的光谱显示了电离碳的发射线，表明该星系周围的CGM气体已经富含比氦重的元素。观测结果的运动学模型表明，富集的气体流正在向大质量星系螺旋式上升。

基于这些发现，研究人员提出，观察到的流入的富集气体是从早期的恒星形成时期回收的，并计算出它可以维持观察到的星系的恒星形成率。