揭开星系真实大小的面纱：从恒星到巨大的气体晕

星爆星系 IRAS 08339+6517 的可视气体罩。资料来源：Cristy Roberts ANU/ASTRO 3D

如果这个星系是典型的话，那么今天（9 月 6 日）发表在《自然-天文学》上的这项研究就表明，我们的星系已经与它的近邻仙女座发生了相互作用。

星系的尽头和深空的起点在哪里？这似乎是个简单的问题，直到你更仔细地观察星系周围的气体，即所谓的环星系介质。

恒星盘周围的气体晕约占银河系质量的 70%（不包括暗物质），但直到现在它仍然是一个谜。过去，我们只能通过测量被气体吸收的背景天体（如类星体）发出的光来观测气体。

这就将云的图像限制为铅笔状的光束。

主要作者尼基-尼尔森（Nikki Nielsen）与同事格伦-卡普扎克（Glenn Kacprzak）和斯蒂芬妮-波顿（Stephanie Pointon）在凯克望远镜旁

然而，一项新的研究对 2.7 亿光年外一个恒星迸发星系的环银河介质进行了观测，利用新的深度成像技术，他们能够在 10 万光年外的太空中探测到星系外发光的气体云，这是他们所能观测到的范围。

要想象这团气体云的广袤程度，可以考虑一下银河系的星光--也就是我们通常看到的圆盘--从银河系中心向外延伸的距离只有 7800 光年。

目前的研究观察了氢气和氧气从银河系中心远至太空的物理联系，结果表明气体的物理条件发生了变化。

论文的第一作者、斯威本大学和 ASTRO 3D 的研究员、俄克拉荷马大学的助理教授尼科尔-尼尔森（Nikole M. Nielsen）副教授说："我们在所有地方都发现了它，这真的很令人兴奋，有点出乎意料。"

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、加州理工学院帕萨迪纳分校、加州大学圣地亚哥分校和杜伦大学。

Nikole (Nikki) Nielsen 博士在夏威夷访问凯克。图片来源：提供

尼尔森博士说："我们现在看到的是银河系的影响在哪里停止，它在哪里过渡成为银河系周围更多事物的一部分，最终，它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界限"但在这种情况下，我们似乎在这个星系中发现了星际介质和环星系介质之间相当清晰的界限"。

这项研究观测到恒星在星系内用光子电离气体。

尼尔森博士说："在CGM中，气体被加热的原因与星系内部的典型条件不同，这很可能包括宇宙中星系集体的弥散辐射加热，还有可能是冲击造成的。这种有趣的变化非常重要，它为星系的终点问题提供了一些答案。"

这一发现要归功于夏威夷 10 米凯克望远镜上的凯克宇宙网成像仪（KCWI），它包含一个整体场光谱仪，是目前同类仪器中最灵敏的仪器之一。

论文作者之一、斯威本大学副教授迪安-费舍尔（Deanne Fisher）说："这些独一无二的观测需要非常黑暗的天空，而这种天空只有在毛纳基亚山上的凯克天文台才有。"

有了这台仪器，科学家们现在可以通过 KCWI 的一张图像同时获得数千个光谱，而不是进行一次观测就能获得星系中气体的单一光谱。

ASTRO 3D 的负责人 Emma Ryan-Weber 教授说："这是我们第一次能够拍摄到星系周围物质光环的照片。"

这项研究为天文学和星系演化中的一大难题--星系是如何演化的？它们如何获得气体？它们如何处理这些气体？气体去了哪里？

Nielsen博士说："环银河系介质在气体循环中发挥着巨大作用。因此，能够了解不同类型星系--正在形成恒星的星系、不再形成恒星的星系以及在两者之间过渡的星系--周围的银河系环介质是什么样的，我们就能观测到这种气体的差异，这种差异可能会推动星系本身的差异，而这种储层的变化实际上可能会推动星系本身的变化。

这项研究直接关系到 ASTRO 3D 的使命。"Ryan-Weber 教授说："这有助于我们了解星系是如何随着时间的推移而形成质量的。

这些发现还可能对不同星系如何相互作用以及它们如何相互影响产生影响。

尼尔森博士说："我们银河系和仙女座的 CGM 极有可能已经重叠并相互作用。"

编译自/ScitechDaily