星系如何在附近的星系中形成

时间：2022-06-02 09:25:05 来源：

恒星形成。

星系中恒星如何形成仍然是一个主要的悬而未决的问题。罗伯特·费尔德曼（Robert Feldmann）在数据驱动的观测测量的重新分析的帮助下，为这一主题提供了新的思路。

恒星诞生于分子氢气的浓密云层中，该云层弥漫在大多数星系的星际空间中。尽管恒星形成的物理过程很复杂，但是近年来，在了解星系在银河环境中如何形成方面已经取得了实质性进展。然而，最终决定星系中恒星形成水平的因素仍然是一个悬而未决的问题。

原则上，影响恒星形成活动的两个主要因素是：星系中存在的分子气体的量以及通过将储气库转化为恒星而耗尽储气库的时间尺度。虽然星系的气体质量是通过气体流入，流出和气体消耗之间的竞争来调节的，但目前尚不十分了解气体星转化的物理原理。鉴于其潜在的关键作用，已经进行了许多努力来观察确定气体消耗的时间尺度。但是，这些努力导致发现结果矛盾，部分原因是在给定电流检测极限的情况下可靠地测量气体质量所面临的挑战。

图1。由作者进行的宇宙学模拟预测，在今天的宇宙中，类似银河系的银河系（中心）及其周围的气体可视化。密集的原子氢和分子氢通常形成一个扩展的圆盘，在这里，在图像中心以紫紫色显示。整个气体盘上均形成星形（白色）。额外的恒星形成可能发生在卫星星系中，在这里位于右上角和左下角位置。在距离主星系（白色圆圈）周围的暗物质光晕边缘较远的地方，会发现热的低密度气体（绿色和红色色调）。该图像还显示了大量暗物质子结构（紫色），其中大多数没有气体和恒星。

本研究使用一种新的基于贝叶斯模型的统计方法来正确地解释未检测到分子或原子氢量的星系，以最大程度地减少观测偏差。这项新的分析表明，在典型的恒星形成星系中，分子氢和原子氢分别在大约恒定的1和100亿年的时间尺度上转化为恒星。但是，发现极活跃的星系（“星爆”）的气体消耗时间尺度要短得多。

这些发现表明，典型星系中恒星的形成确实与整个储气库直接相关，因此由气体进入或离开星系的速率决定。相比之下，爆炸的显着更高的恒星形成活动可能具有不同的物理起源，例如星系相互作用或星系盘中的不稳定性。

该分析基于附近星系的观测数据。用阿塔卡马大毫米/亚毫米阵列，平方公里阵列和其他观测站进行的观测有望探测整个宇宙历史中大量星系的气体含量。继续发展统计和数据科学方法以从这些新观测值中准确提取物理含量并充分揭示星系恒星形成的奥秘将是至关重要的。

参考：罗伯·费尔德曼（Robert Feldmann）于2020年12月7日发表在“通信物理学”杂志上的“附近星系中恒星形成与气体之间的联系”：
10.1038 / s42005-020-00493-0

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