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下落电离气体云为银河系提供恒星诞生原料

长期以来,天文学家预测银河系沉浸在下落的“气体雨”中。现在,圣母大学的Nicolas Lehner和Christopher Howk 的分析研究显示,来自银晕和星系际空间的大质量电离气体云如雨般落入银河系(盘面),维持恒星形成过程。借助哈勃太空望远镜的宇宙摄谱仪(COS),他们首次测量了巨大的快速移动气体云的距离,这些早先发现的电离云团覆盖了天空的很大区域。
这个插图显示大尺度范围的银河系晕中的暗弱恒星和热气体
圣母大学物理系教授尼古拉斯·莱纳(Nicolas Lehner)和Christopher Howk 的新近分析研究显示,银河系能维持恒星形成过程,要感谢来自银晕和星系际空间的大质量电离气体云如雨般落入银河系(盘面)。他们的研究报告:“贮藏在银晕和星系际空间的电离气体维持着银河系的恒星形成过程”。
借助于哈勃太空望远镜上新安装的宇宙起源光谱仪(COS)和太空望远镜成像摄谱仪(STIS),研究者首次测量了银晕中巨大的快速移动气体云的距离,这些早先发现的电离云团覆盖了天空的很大区域,离银河系盘面相当远,质量巨大。
银河系转换气体为恒星的速度很快,因此需要新气体持续供应恒星原料。天文学家假设那些快速移动的电离氢云就是这种储气池,但并不清楚它们与银河系之间的相互作用情况。
莱纳(Lehner)解说:“我们发现了银河系恒星持续诞生的原因所在。知道了这些气体云离我们的距离,我们就能推知它们已经为银河系提供气体原料超过10亿年了。”
星光或其他光源的光通过气体云到达地球时,其中的一部分会被吸收,检测这些吸收线就能研究气体云的元素组成。天文学家通过研究光谱的“特征谱线”确定气体云的性质。
对这些快速运动的电离云,早期研究用类星体作为光源,由于距离过于遥远,我们无法确定气体云本身的位置。为解决这一问题,Lehner 和Howk鉴别出银晕中距离已知的27颗恒星,并用哈勃观测它们的光谱(以便彻底消除地球大气的吸收干扰)。
对这些恒星样本的观测显示,大部分电离气体云位于银晕中。研究报告的作者分析了这些流动气体云的距离,平均离地球约4万光年(~银河系盘面半径)。与朝向类星体的那些观测相比,新的哈勃观测显示一半的恒星样本路径上存在电离气体云。
气体云并没有均匀分布在银河系周围,而是聚集在几个方向上。就像地球上的阴天一样,它们仅覆盖了银河系的部分天空。另外,研究还发现,近处的气体云落向银河系速度慢于远处的,从而证实了以前的理论模型预期:气体落向银河系的过程中会减速。这点类似于陨石落入地球大气层会减速一样。
Lehner总结道:“我们现在已经发现了失踪的形成银河系恒星的气体来源,现在要知道了解它们是如何到达那里的。”

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