天文学家发现恒星诞生的星火跨越数十亿年

这份新闻稿包括四个星系团的合成图像，呈现在一个2×2的发现网格中。每张照片都有一团朦胧的恒星火跨紫色云，代表钱德拉观测到的诞生的星热气体发出的X射线。热气体云中及其周围的越数亿年遥远星系已经被光学数据捕捉到，并显示为带有鲜明青色暗示的天文金黄色。这些图像代表了星系团的发现样本，是恒星火跨最大和最完整的研究的一部分，以了解是诞生的星什么触发了宇宙中最大的星系中的恒星形成。星系团是越数亿年宇宙中由引力聚集在一起的最大物体，包含X射线中可见的天文大量热气体。这项使用钱德拉和其他望远镜进行的发现研究表明，在这些异常巨大的恒星火跨星系中，恒星形成的诞生的星条件在过去的100亿年中没有改变。在这些图像中，越数亿年钱德拉的X射线和哈勃的光学数据一起显示出来。图像：uux.cn/x射线:美国国家航空航天局/CXC/麻省理工学院/卡尔扎迪拉·艾尔。；光学:美国国家航空航天局/欧空局/STScI；图像处理:美国国家航空航天局/CXC/SAO/n . Wolk & j Major
（神秘的地球uux.cn）据美国宇航局（李·莫宏）：这四幅图像代表了星系团的样本，是最大和最完整的研究的一部分，旨在了解是什么触发了宇宙中最大的星系中的恒星形成，正如我们最新的新闻稿中所述。这项使用美国国家航空航天局钱德拉X射线天文台和其他望远镜进行的研究表明，在这些异常巨大的星系中，恒星形成的条件在过去的100亿年中没有改变。
星系团是宇宙中最大的物体，通过重力聚集在一起，包含X射线中可见的大量热气体。这种高温气体的重量是通常在星系团中发现的数百个星系中所有恒星总质量的好几倍。在这幅图中的四个星系团图像中，钱德拉探测到的来自热气体的X射线是紫色的，而来自美国国家航空航天局哈勃太空望远镜的光学数据，主要显示了星系团中的星系，是黄色和青色的。
在这项研究中，研究人员观察了宇宙中最亮和最大的一类星系，称为最亮星系团(BCG)，位于95个星系团的中心。所选的星系团本身就是一个极端的样本——在美国国家科学基金会和能源部的资助下，使用南极望远镜(SPT)进行的一项大型调查中，这些星系团是最大的星系团——它们距离地球34亿至99亿光年。
这里显示的四个星系团距离地球分别为39亿光年(SPT-CLJ0106-5943)、56亿光年(SPT-CLJ0307-6225)、64亿光年(SPT-CLJ0310-4647)和77亿光年(SPT-CLJ0615-5746)，这些图像的跨度分别为170万光年、200万光年、240万光年和220万光年。相比之下，我们的星系只有大约10万光年。
在SPT-CLJ0307-6225中，BCG靠近图像的右下角，而在其他图像中，它们靠近中心。一些狭长的特征是由引力透镜引起的，星团中的质量扭曲了星团后面星系的光线。这些图像从标准天文学家配置的北向上顺时针旋转了20度(SPT-CLJ0106-5943)，逆时针旋转了6.2度(SPT-CLJ0307-6225)，逆时针旋转了29.2度(SPT-CLJ0310-4647)，顺时针旋转了24.2度(SPT-CLJ0615-5746)。
研究小组发现，在他们研究的星系中，恒星形成的精确触发因素是高温气体中无序运动的数量——一个称为“熵”的物理概念——低于临界阈值。低于这个阈值，热气体不可避免地冷却形成新的恒星。
除了已经提到的来自钱德拉X射线天文台的X射线数据和来自SPT的无线电数据，这一结果还使用了来自澳大利亚望远镜致密阵列和澳大利亚SKA探路者望远镜的无线电数据、来自美国国家航空航天局WISE卫星的红外数据和几个光学望远镜。这项研究中使用的光学望远镜是Magellan 6.5米望远镜、Gemini South望远镜、Blanco 4米望远镜(DECam MOSAIC-II)和Swope 1m米望远镜。总共将近50天的钱德拉观测时间被用于这个结果。
麻省理工学院(MIT)的Michael Caldazilla在路易斯安那州新奥尔良举行的第243届美国天文学会会议上公布了这些结果。此外，还有一篇提交给Caldazilla领导的天体物理学杂志的关于这一结果的论文(预印本在此)。论文的其他作者是迈克尔·麦克唐纳(麻省理工学院)、布拉德福德·本森(芝加哥大学)、林赛·布勒姆(阿贡国家实验室)、朱迪思·克罗斯顿(英国开放大学)、梅根·多纳休(密歇根州立大学)、阿拉斯泰尔·埃奇(英国杜伦大学)、戈登·加尔米雷(宾夕法尼亚州立大学)、朱莉·哈瓦拉切克-拉朗多(科罗拉多大学)、明·胡恩(澳大利亚联邦科学与工业研究组织)、古拉夫·胡拉尔(匹兹堡大学)、拉尔夫·克拉夫特(哈佛&史密森天体物理学中心)、布莱恩·麦克纳玛拉(加拿大滑铁卢大学)、艾莉森·诺布尔(亚利桑那州)
美国国家航空航天局的马歇尔太空飞行中心管理钱德拉计划。史密森天体物理天文台的钱德拉X射线中心控制着马萨诸塞州剑桥的科学操作和马萨诸塞州伯灵顿的飞行操作。
视觉描述
这份新闻稿包括四个星系团的合成图像，呈现在一个2×2的网格中。每张照片都有一团朦胧的紫色云，代表钱德拉观测到的热气体发出的X射线。热气体云中及其周围的遥远星系已经被光学数据捕捉到，并显示为带有鲜明青色暗示的金黄色。
我们左上方的星系团被标记为SPT-CLJ0310-4647。在这里，黑暗的空间充满了白色、金黄色和明亮的蓝色光。这些是独立的星系。一些星系看起来像模糊的发光点。在其他星系中，螺旋结构的弯曲臂清晰可见。在图像的中心，一团微弱的紫色云围绕着星团中几个最亮的星系。
在我们的右上方是SPT-CLJ0615-5746的图像。这是四个星系团中距离最远的一个，因此它所包含的星系看起来相对较小。这些星系大多位于图像中心附近。炽热气体的紫色云大致呈球形，在其核心有一个淡紫色的斑点。
在我们的右下方是SPT-CLJ0307-6225。在这里，热气发出的X射线被一大片模糊的紫色云团所代表，它覆盖了图像的大部分。云中最亮的点是我们右下角附近的一个浅紫色的点。这幅图像中最引人注目的星系是位于我们中心偏左上方的一个像素化的螺旋星系。
我们左下方的星系团被标记为SPT-CLJ0106-5943。这个星系团的特征是蓝绿色星系的散射，其中几个星系由于引力透镜作用看起来被拉长了。在图像的中心是一个紫色的气体云，其核心有一个明亮的白色斑点。