作者:密歇根大学摩根·舍伯恩 这张照片放大了星系NGC 2366中的Mrk 71区域
红色、蓝色和绿色反映了氧和氦离子的发射
这些观测是由哈勃太空望远镜进行的
信用:莎莉·欧伊 当天文学家观察到从超级星团或“恒星暴增”以极高速度传播的超级风时,他们先前假设风是由超新星——恒星爆炸——驱动的
附近星系中一个叫做Mrk 71的恒星暴增就是这种情况
天文学家已经观察到从星团发出的速度惊人的超级风——以大约1%的光速传播,经典的推理表明来自许多超新星的爆炸将气体驱动到如此高的速度
但是密歇根大学的天文学家认为超新星不是原因:星团太年轻,不可能有超新星
他们怀疑超风背后有不同的机制
通过研究风和恒星暴增的特性,天文学家们确定了来自致密恒星暴增本身的紫外线辐射驱动了超级风
他们的发现发表在《天体物理学杂志快报》上,可能有助于解释宇宙起源的一章
第一作者、研究生莉娜·科马罗娃说,大爆炸刚结束时,宇宙非常致密且不透明
宇宙中粒子密集,没有光可以穿过它们
“但是当第一批恒星在第一个星系中形成时,它们产生了大量的紫外线
这基本上蒸发了宇宙中的气体。”
“这是一个类似于早上有雾时你看不透的过程——但随后阳光照射到雾上,它开始分裂成更小的液滴,你开始看到光通过
" 这张照片是Mrk 71区域的特写
信用:莎莉·欧伊 以此类推,构成宇宙92%的中性氢原子就是宇宙中的“雾”
但是当光开始从宇宙中形成的第一批恒星发出时,来自这些恒星的紫外光开始分解氢粒子
科马罗娃说:“宇宙本质上变得透明,这发生在所谓的宇宙黎明,第一批恒星出现的时候。”
“这就是我们试图解决的问题:如何获得这种紫外线,它的能量足以蒸发宇宙,离开星系,而不会被氢吸收?” 该论文的资深作者、U-M天文学教授科马罗娃和萨利·奥伊认为,答案在于他们发现的超级风是由这些致密的恒星暴增星系的辐射产生的
紫外线辐射“蒸发”氢原子,氢原子由一个质子和一个电子组成,通过剥离电子,使它们电离
“只有紫外光能够做到这一点,因为光必须高于一定的阈值能量,”Oey说
“一旦氢被电离,它就会变得透明,因为它不能捕获更多的紫外线光子
" U-M天文学家提出了辐射驱动风的假设来解释Mrk 71,它是星系NGC 2366中的一个恒星暴增区
通过检查这个区域的光谱,科马罗娃和奥伊能够研究气体速度结构,并发现了一股平滑的风,它起源于最亮的Mrk 71超级星团
图为顶部显示的四个速度范围内的气体亮度图,显示了风的行为
功劳:莉娜·科马罗娃等人 科马罗娃说:“我们发现,即使你有超新星,仍然没有足够的能量将气体加速到我们观察到的速度。”
“我们将恒星光对气体的作用力与重力进行了比较,发现辐射比重力强得多——因此,事实上,它可以将气体推出去,而没有重力将其带回来
这就是我们所说的辐射驱动风
" 当强光从一个方向照射密集的氢气团,推动气体前进时,加速度就会发生,类似于爆炸气体如何迫使子弹从枪中射出
这些斑点一定太密集了,不会被紫外线辐射蒸发
但是光也通过密集的氢团之间的空间逃逸,并爆炸远离星团的氢团
Oey说:“这与极高的速度有关的原因是,为了让斑点加速到如此高的速度,它们需要不断捕获这些紫外线,即使是在离星团很远的地方。”
研究人员随后提出,这一过程为紫外光在氢气团之间通过扫清了道路
科马罗娃说:“所以,紫外光实际上可以离开它诞生的星团,进入宇宙的其他地方蒸发掉。”
“这是对宇宙蒸发之谜的又一次尝试,并提供了一个具体的物理机制来解释你是如何做到的
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