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仙女座星系与三角座星系的秘密(图)

更新时间:2016-10-14 00:22

仙女座星系,位于仙女星座的一个巨型旋涡星系,视星等为3.5等,肉眼可见。是我们银河系的近邻。视星等为3.5等。肉眼可以见到它,状如暗弱的椭圆小光斑。很早以前天文学家就发现了它,梅西叶在1764年8月3日为它编号。

据国外媒体报道,科学家们发现在仙女星系与三角座星系之间的星际空间内弥散着一条“氢桥”,全长达到了78.2万光年。科学家通过计算机模拟结果揭示了这种巨大的正常物质结构是如何产生并演化的,早在2004年之前,还没有观测直接发现它们的存在,直到天文学家罗伯特·布劳恩(Robert Braun)和大卫·斯尔克(David Thilker)在调查报告中提到在我们银河系所处的本星系团中发现了奇怪的大尺度丝状结构。

 

仙女座星系

 

位于仙女座大星系与三角座星系之间的神秘链状物质为中性氢原子团块,这些物质存在于环绕在星系周围的“星系晕”中,但是有些团块却不太寻常,似乎像是两个星系之间的桥梁。“星系晕”是螺旋星系外围笼罩的一层球状分布的稀疏物质,其中不乏恒星和气体等。许多研究人员怀疑这些看似链状的“氢桥”是否有真实物质实体存在,对此澳大利亚国家科学院科学家罗伯特·布劳恩与位于马里兰州巴尔的摩的约翰霍普金斯大学的天文学家大卫·斯尔克使用了位于荷兰的韦斯特博克综合孔径射电望远镜(WSRT)进行观测。

但是该射电望远镜被认为存在观测灵敏度的问题,研究人员探测到了微弱的团块状的中性氢,而细节太模糊无法分辨。根据在美国西弗吉尼亚州的绿岸射电望远镜阵列工作的科学家费利克斯·洛克曼(Felix Lockman)介绍:“较多的研究人员怀疑中性氢团块存在的真实性,因为我们难以将其辨认出来。”但约翰霍普金斯大学的科学家并不这么认为,难以分辨并不代表不能分辨,我们需要的是仔细探测和观察。随后,费利克斯·洛克曼和他的同事们使用了,绿岸射电阵列单座直径达100米的碟形天线进行更详细探测,该射电望远镜是目前世界上最大的完全可操纵的碟形天线。

由于绿岸射电望远镜的介入,使得对“氢桥”射电图像的空间分辨率提高五倍,结果发现在仙女座大星系与三角座星系之间却是存在神秘的大尺度“氢桥”,由中性氢构成,布劳恩对此感到非常高兴,因为这证明了这座巨大的桥并不是虚构的,是一个令人惊讶的发现,他对此评论到:这是一个重要的确认,证明了中性氢在大尺度结构上的存在,使我们后续研究充满了信心。

研究人员认为这座巨型“氢桥”可能完全跨越仙女座大星系与三角座星系,长达达到78.2万光年,其中完全充满了中性氢。洛克曼的研究团队将重点放在“氢桥”两处区域,跨度大约为6500万光年,他们估计每个区域中的中性氢可达到10万个太阳质量。位于星系与星系之间的星际空间,存在于此的中性氢将受到宇宙辐射的作用,中性氢在射线的照射下,其电子会分离,并形成电离态的氢。

因此,科学家们估计这座数十万光年的“氢桥”将不可避免地进入电离过程,事实上,它可能主要由电离态的氢构成,因为电离态的氢不会发出射电波,也不会被我们探测到,而中性氢是会发出射电波。布劳恩估计整个“氢桥”结构的质量将达到五亿个太阳质量,并且随着时间的推移将存在更多的电离态氢。根据目前的宇宙学研究结果,重子物质一部存在于恒星和星系之中,另外一部分以弥散的形式存在于星际介质之间,通常以丝状结构出现而传播,另外一部分则是一个迷。

从本项研究推测,这些“失踪的重子物质”可能存在于星系周围的空间,其密度比星系中物质要小,但是我们从未见过这些物质。布劳恩认为失踪的重子物质应该是存在于仙女座大星系与三角座星系之间的巨型“氢桥”,如果该结论被证实是正确的,那么这是我们第一次接触到难以捉摸的失踪重子物质,科学家将其称为温热星系间介质(WHIM)。

来自普林斯顿大学的物理学家耶利米( Jeremiah Ostriker)专门研究宇宙中物质的分布,他认为存在于仙女座大星系和三角座星系之间的“氢桥”就是温热星系间介质的证据。通过计算机的进一步模拟,科学家发现温热星系间介质形成的“宇宙桥梁”应该存在于多个或者所有的单个星系之中,甚至在星系团之间也存在其结构。

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