循環(huán)的氣體為早期宇宙中的一個巨大的星系提供能量

科學(xué)家們在紅移2.3處觀察了一個大質(zhì)量星系，發(fā)現(xiàn)含有比氦氣更重的元素的富集氣體流螺旋式地進入星系，為快速的恒星形成提供額外的燃料。這支持了早期宇宙中星系形成過程中富含氣體循環(huán)的理論。

研究人員報告說，富含比氦更重的元素的星系間氣體流環(huán)繞并螺旋式進入一個在紅移2.3處觀察到的大質(zhì)量星系。這些發(fā)現(xiàn)提供了在早期宇宙的星系形成過程中富含氣體回收的證據(jù)。

星系是通過從銀河系周圍介質(zhì)(CGM)和銀河系間介質(zhì)(IGM)中吸積氣體而形成的，這些氣體隨后凝結(jié)成恒星。模擬和觀測表明，冷流吸積--幾乎不含比氦重的元素的原始星系間氣體的積累為早期宇宙中星系的恒星形成率提供了燃料。

然而，這些早期星系中的恒星過程，如超新星，使星系內(nèi)的氣體富含比氦氣更重的元素，包括碳。相關(guān)的過程甚至可以將這些物質(zhì)中的一部分重新噴射到IGM中。

理論預(yù)測，富集的氣體隨后可以被回收，重新回到星系中，提供額外的燃料以維持更長時間的快速恒星形成。然而，對富集氣體進入高紅移星系的觀測是有限的。

張世武、蔡錚及其同事使用凱克二號和斯巴魯望遠鏡來觀測紅移2.3處的一個大質(zhì)量星系周圍的氣體。除了氦和氫之外，該區(qū)域的光譜顯示了電離碳的發(fā)射線，表明該星系周圍的CGM氣體已經(jīng)富含比氦重的元素。觀測結(jié)果的運動學(xué)模型表明，富集的氣體流正在向大質(zhì)量星系螺旋式上升。

基于這些發(fā)現(xiàn)，研究人員提出，觀察到的流入的富集氣體是從早期的恒星形成時期回收的，并計算出它可以維持觀察到的星系的恒星形成率。