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在10亿到1万亿倍太阳质量星系周围,发现类大气包层证据!

2019-07-20 点击:904
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  在星系周围发现,类大气包络证据!赫特福德大学科学家在《天文学与天体物理学》上发表的一项新研究发现,有证据表明,较大星系周围的气态包层与地球大气的状态类似。这项研究表明,在10亿到1万亿倍于太阳质量星系周围的气体包围处于流体静力平衡状态。这意味着这些“包层”是稳定的,因为内部重力和外部压力之间的平衡气体,这是非常类似于地球大气层的状态。

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  星系被认为被非常稀薄的气体所包围,这些气体几乎不发光。到目前为止,只有在最大星系中才探测到这种气体的发射。研究人员通过观察星系中心黑洞的喷流来探测气体包层性质,这些喷流以射电波长发光,如果气体包层的密度更高,射电波长就会更亮。特别值得一提的是,研究小组观察到,在一个质量是太阳质量1000亿倍的星系周围,星系的气体包层变得越来越密集,导致超过这个质量的星系射电光度大幅增加。该研究数据是由新一代望远镜LOFAR射电望远镜收集。

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  这是一种非常灵敏的望远镜,可以同时看到大部分天空。气体晕在理解星系的流入、反馈和整体重子预算方面起着关键作用。研究模型预测了在一定星系质量下,气体晕在冷热吸积、风、喷泉和静水晕之间的状态转变。由于射电活动星系核的光度对光晕密度很敏感,因此任何显著的跃迁都可能出现在大样本星系射电光度中。低频阵列(LOFAR) 2米巡天(LoTSS)确定了一个星系恒星质量尺度,10^{11}M_\odot$,超过这个尺度,无线电亮度会不成比例地增加。

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  研究的是星系射电光度,特别是星系质量在10^{11}M_\odot左右显著上升的情况,可以用喷流能量、黑洞质量与星系质量之间的比例以及气体晕的标准假设来解释。基于观测数据和理论约束,研究建立了光环中射电活动星系核在infall、星系等的射电光度模型,并与质量在10^ (8.5)M_ odot$ - 10^{12} M_ odot$之间大样本星系的LoTSS数据进行了比较。假设喷流能量的特征上限与高星系质量特征上限相同,即在所有质量上都保持不变。

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  研究发现气体晕的最大射电光度与LOFAR数据分布上限吻合得很好。在研究模型中,10^{11}M_\odot$的射电光度显著上升,这与星系质量周围晕气体密度的显著变化有关,这是在较高维里亚温度下较低冷却速率的结果。星系风和注入模型高估了小星系质量处的射电光度,对任何星系质量处的射电光度运行没有特别陡化。

  博科园|研究/来自:赫特福德大学

  参考期刊《天文学和天体物理学》

  论文16868438|文件1905.13506v1

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