【正见新闻网2024年09月09日】
由澳大利亚研究委员会资助的天文研究项目ASTRO 3D发现星暴星系 IRAS 08339+6517周围的气体层尺度超过100万光年，这远远超过其圆盘半径（通常认为的星系尺寸）7800光年。如果这个星系是典型的，那么这项研究表明，星系可能比我们原先认为的要大几十倍。
星系的尽头和深空的起点在哪里？这似乎是一个简单的问题，但如果你仔细观察环绕星系的介质（CGM）就会发现并非如此。
环绕恒星盘的气体晕约占星系质量的 70%（不包括暗物质），但迄今为止仍是一个谜。过去，我们只能通过测量被气体吸收的背景物体（如类星体）发出的光来观察气体。这就将云的图像限制为类似铅笔的光束。
星暴星系 IRAS 08339+6517周围 的气体晕。（来源：Cristy Roberts ANU/ASTRO 3D）
一项新的研究利用新的深度成像技术，对距离我们 2.7 亿光年的恒星爆发星系的周围介质进行了观测，该技术能够探测到距离我们 10 万光年空间范围内星系外部发光的气体云。
为了想象这团气体云的巨大规模，请考虑一下星系的星光——我们通常认为的圆盘——距离其中心仅 7,800 光年。
当前的研究观察了从星系中心到遥远太空的氢和氧的物理联系，并表明气体的物理条件发生了变化。
“我们在各个地方都发现了它，这真的令人兴奋，也有点惊讶，”该论文的第一作者、斯威本大学和 ASTRO 3D 的研究员、俄克拉荷马大学的副教授尼可拉.尼尔森(Nikole M. Nielsen) 说。
该论文的其他作者来自斯威本大学、德克萨斯大学奥斯汀分校、加州理工学院、加州大学圣地亚哥分校和杜伦大学。
“我们现在可以看到星系的影响在哪里结束，在哪里过渡成为星系周围更多物质的一部分，以及最终在哪里加入更广阔的宇宙网和其他星系。这些通常都是模糊的边界，”尼尔森博士说。
“但在这种情况下，我们似乎已经发现了该星系的星际介质和星系外介质之间相当清晰的边界。”
该研究观察了星系内恒星利用其光子电离气体的情况。
尼尔森博士说：“在 CGM 中，气体被星系内部典型条件以外的其他因素加热，这可能包括来自宇宙中集体星系的弥散发射的加热，也可能有一些是由于冲击造成的。”
她说：“这个有趣的变化非常重要，它为星系的尽头问题提供了一些答案。”
这一发现得益于夏威夷 10 米凯克望远镜上的凯克宇宙网成像仪 (KCWI)，它包含一个积分场光谱仪，是同类仪器中最灵敏的仪器之一。
“这些独一无二的观测需要非常黑暗的天空，而这种天空只有在莫纳克亚山的凯克天文台才能找到，”该论文的作者之一、斯威本大学副教授迪安·费舍尔 (Deanne Fisher) 说。
“斯威本与 WM 凯克天文台的合作让我们的团队真正突破了可能性的界限，”另一位作者、副教授 格伦.卡普扎克(Glenn Kacprzak) 说道。“KCWI 确实改变了我们现在测量和量化星系周围弥散气体的方式。”
“这是我们第一次能够拍摄星系周围的物质晕的照片，”ASTRO 3D 主任 额码.莱恩-韦伯(Emma Ryan-Weber) 教授说。
“CGM在气体循环中发挥着重要作用，”尼尔森博士说。“因此，能够了解CGM在不同类型星系（正在形成恒星的星系、不再形成恒星的星系以及在两种类型之间过渡的星系）周围的情况，我们可以观察到这种气体的差异，这可能导致星系内部的差异，而这种气体库的变化实际上可能正在推动星系本身的变化。”
尼尔森博士说：“我们银河系和仙女座星系的环绕介质 (CGM) 很可能已经重叠并相互作用。”
这项研究成果发表在2024年9月6日的《自然天文学》上。
资料来源：
https://astro3d.org.au/galaxies-are-much-much-bigger-than-we-thought/