研究人员试图了解“宇宙网”区域如何影响星系的行为

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30 年 2024 月 XNUMX 日（Nanowerk新闻）堪萨斯大学的研究人员希望更好地了解星系演化背后的复杂机制，星系在其生命周期中穿过不同环境的“宇宙网”。 KU 物理与天文学教授 Gregory Rudnick 领导的团队最近获得了美国国家科学基金会 375,000 美元的资助，用于研究“星系的气体含量和恒星形成特性”，这些特性会根据星系在星系中移动的位置而变化。宇宙。 “这个项目的主要目标是了解环境因素对星系转变的影响，”鲁德尼克说。 “在宇宙中，星系以不均匀的分布分布，其特点是密度不同。这些星系聚集成由数百到数千个星系组成的大星系团，以及由数十到数百个星系组成的较小星系团。”此外，星系可以是细长丝状结构的一部分，也可以以孤立状态存在于宇宙的低密度区域，他说。

计算机模拟星系团中的气体和恒星的样子，突出显示星系团如何嵌入宇宙细丝网络中。在彩色图像中，图像的强度和颜色代表气体的密度和温度。这些图显示了嵌入细丝中的星系的连续变焦。从右上角开始逆时针方向，比例尺分别代表3.3万光年、3.3万光年、330万光年、33光年的长度。右下图显示了这个模拟星团中星系中的恒星，比例尺对应于330万光年。 WISESize 计划将利用观测来测量星系中气体和恒星穿过邻近宇宙的宇宙网时的空间分布。通过与此处显示的模拟进行比较，鲁德尼克和合作者将能够确定宇宙网如何改变星系。（图片：Yannick Bahé）之前的工作主要集中在将星系团和星系群中的星系与宇宙中密度最低区域（称为“场”）中的星系进行比较。这些研究忽略了连接最密集区域的细丝高速公路。鲁德尼克的团队将通过关注星系如何对环境中的细丝做出反应来考虑宇宙中密度的完整动态范围，这些细丝将它们引导至星系群和星系团，从而改变星系沿途的演化。鲁德尼克说：“星系沿着一条路径进入这些细丝，在进入群体和星团之前第一次经历密集的环境。” “研究细丝中的星系使我们能够检查星系与致密环境的最初相遇。大多数星系进入星系团的“城市中心”都是沿着这些“高速公路”进行的，只有极少数星系沿着乡村路线进入星系团和星系团，而不会与周围环境发生太多相互作用。虽然细丝类似于州际高速公路，但这些进入人口稠密地区的人迹罕至的路线类似于在堪萨斯州的乡村道路上行驶以进入城市边界的类比。星系可以存在于细丝中，也可以成群存在于细丝中，就像绳子上的珠子一样。事实上，宇宙中的大多数星系都存在于星系群中。因此，通过我们的研究，我们将同时深入了解环境对星系的影响，以及星系在它们最常见的区域（细丝和星系团）中的行为方式。”研究的一个关键焦点将是这些星系丝、场、星系群和星系团内的条件如何改变星系内部和周围气体的“重子循环”。每个宇宙邻域都会改变气体在星系内部和周围的行为方式，甚至会影响形成恒星的最密集的分子气体。因此，重子循环的中断可以促进或阻碍新恒星的产生。最近，天文学界制定了 2020 年代天文学研究目标的联邦报告——Astro2020 十年调查——将理解重子周期称为未来十年的关键科学主题。 “星系之间的空间含有气体。事实上，宇宙中的大多数原子都在这种气体中，而这种气体可以吸积到星系上，”鲁德尼克说。 “这种星际气体会转变为恒星，尽管这个过程的效率相对较低，只有一小部分有助于恒星的形成。大部分以大风的形式排出。其中一些风进入太空，称为流出，而另一些则被回收并返回。这种吸积、再循环和流出的连续循环被称为重子循环。星系可以被概念化为重子处理引擎，从星系间介质中吸取气体并将其中一些转化为恒星。恒星反过来会变成超新星，产生更重的元素。部分气体被吹入太空，形成银河喷泉，最终落回银河系。”然而，鲁德尼克表示，当星系遇到稠密的环境时，它们会经历因穿过周围气体而产生的压力，而这种压力反过来会通过主动从星系中去除气体或剥夺星系的未来来扰乱重子循环。燃气供应。事实上，在星系团的中心，星系会发现，当它们的气体供应被移除时，它们的造星能力就会减弱。 “这种破坏会影响星系吸收和排出气体，从而导致恒星形成过程的改变，”他说。 “虽然恒星形成可能会暂时增加，但在几乎所有情况下，最终都会导致恒星形成减少。” Rudnick 在 KU 的合作者将包括像 Kim Conger 这样的研究生以及本科生研究人员，Kim Conger 的工作帮助制定了资助提案。他的联合首席研究员、锡耶纳学院物理学和天文学教授罗斯·芬恩也将雇用和培训学生。研究人员将使用 DESI Legacy Survey、WISE 和 GALEX 等天文数据集对大约 14,000 个星系进行成像。两个校区的人员将使用锡耶纳的 0.7 米平面波望远镜进行额外的新观测，以获得配备通过赠款购买的定制滤光片的星系的新成像。  