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大質(zhì)量星系的形成演化機(jī)制是國際天文界探究的未解之謎。氣體如何流入星系以及流入的氣體如何驅(qū)動恒星形成的整個過程一直未被充分理解和清晰揭示。

清華大學(xué)天文系研究團(tuán)隊5日在《科學(xué)》雜志上在線發(fā)表一項最新研究成果，研究人員歷時多年通過全波段數(shù)據(jù)探測到了早期宇宙中星系周圍氣體進(jìn)入星系的詳細(xì)過程，證實了“循環(huán)內(nèi)流”是宇宙早期大質(zhì)量星系形成的關(guān)鍵，為理解星系“生態(tài)系統(tǒng)”以及星系的形成演化邁出了重要一步。據(jù)悉，這也是目前已知的國際上首次對星系的“循環(huán)內(nèi)流”進(jìn)行直接清晰成像。

圖為宇宙星系“循環(huán)內(nèi)流”動圖。（研究團(tuán)隊提供）

5日在清華大學(xué)舉辦的成果發(fā)布會上，清華大學(xué)天文系副教授蔡崢介紹，團(tuán)隊利用目前世界上最大的光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡——位于美國夏威夷的凱克望遠(yuǎn)鏡，對110億光年外的一個巨大的氣體星云進(jìn)行了觀測。團(tuán)隊利用先進(jìn)的成像光譜儀成功探測到了星系周圍氣體的多種元素輻射，并進(jìn)一步估計出氣體中重元素的大尺度空間分布。

研究團(tuán)隊通過光譜和數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，這些星系周圍富含重元素的電離氣體，是早先被星系中心的活動星系核噴射到星系周圍再冷卻下來，然后在引力和環(huán)境角動量共同作用下，又重新回流入星系——這樣的過程被稱為“循環(huán)內(nèi)流”。進(jìn)一步研究表明，這種循環(huán)氣體流是朝著星系流入的，可以促進(jìn)恒星形成和大質(zhì)量星系的發(fā)育。

圖為宇宙星系“循環(huán)內(nèi)流”示意圖。（研究團(tuán)隊提供）

“此次發(fā)現(xiàn)對星系如何與大尺度環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換提供了清晰的圖景，表明‘循環(huán)內(nèi)流’是驅(qū)動宇宙早期大質(zhì)量星系形成的重要機(jī)制?！辈虓樥f。

據(jù)悉，未來，該研究團(tuán)隊還將結(jié)合更大口徑或更大視場的光譜巡天望遠(yuǎn)鏡，如正在建設(shè)中的MUST巡天望遠(yuǎn)鏡，對不同的星系和不同的宇宙環(huán)境進(jìn)行觀測，這將有望幫助人們揭示星系中恒星形成的全貌。

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