銀河が誕生するためには、重力崩壊を受けるために冷たいガスの安定した食事が必要です。 銀河が大きいほど、合体して成長するために必要な冷たいガスが多くなります。

初期の宇宙で見つかった巨大な銀河は、大量の冷たいガスを必要としていました。これは、太陽の質量の100億倍にもなる貯蔵庫です。

しかし、これらの初期の超大型銀河は、より高温の環境に囲まれたときに、どこでそれほど多くの冷たいガスを手に入れましたか？

新しい研究では、アイオワ大学が率いる天文学者は、これらの初期の巨大な銀河を供給したと彼らが信じている冷たいガスの流れの直接の観測的証拠を報告しています。 彼らは、初期の巨大な銀河の暗黒物質ハローで高温の大気を通り抜ける冷たいガスパイプラインを検出し、銀河が星を形成するための材料を供給しました。

約XNUMX年前、シミュレーションを行っていた物理学者は、初期の宇宙では、宇宙フィラメントが冷たいガスと初期のノード型銀河を暗黒物質ハローに運び、そこですべてが集まって巨大な銀河を形成したと理論付けました。 理論では、周囲の高温の大気によってフィラメントが剥がれるのを防ぐために、フィラメントを細くして冷たいガスを密に充填する必要があると想定していました。

しかし、理論には直接的な証拠がありませんでした。 この研究では、科学者たちは、宇宙が約2.5億年前、つまり現在の年齢のわずか20％のときに形成された巨大な銀河を取り巻くガス状の領域を研究しました。 銀河は以前は研究されておらず、チームがその正確な位置と距離を（赤方偏移を通じて）特定するのにXNUMX年かかりました。 チームは、特別に装備された天文台、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイを必要としていました。これは、ターゲット銀河の環境が非常にほこりっぽく、電磁スペクトルのサブミリ波範囲でしか見ることができないためです。

「これはプロトタイプであり、非常に巨大な銀河に水を供給しているハロースケールの小川を検出した最初のケ​​ースです」とアイオワ州物理天文学部の准教授であり、研究の筆頭および対応する著者であるHaiFuは述べています。 「私たちの観測に基づくと、そのような流れは約XNUMX億年で貯水池を満たすことができます。これは、私たちが観測していた時代に銀河が利用できた時間よりもはるかに短い時間です。」

重要なことに、研究者たちは、木星と土星の動きが昨年XNUMX月の大合流中に地球から見たときにそれらを互いに近づけたように、ターゲット銀河に近い角距離で投影されたXNUMXつの背景クエーサーを見つけました。 この独特の構成のために、前景の銀河のハローガスを透過するクエーサーの光は、冷たいガスの狭い流れの存在を確認する化学的「指紋」を残しました。

これらの化学的指紋は、ストリーム内のガスがアルミニウム、炭素、鉄、マグネシウムなどの重元素の濃度が低いことを示していました。 これらの元素は、星がまだ輝いているときに形成され、星が死ぬと周囲の媒体に放出されるため、研究者たちは、冷たいガスの流れは、星を作る銀河自体から排出されるのではなく、外部から流入する必要があると判断しました。

「私たちの調査での70,000個のスターバースト銀河の中で、これは、ハローガスを探査するのに十分近くにあるXNUMXつのクエーサーに関連する唯一の銀河です。 さらに、両方のクエーサーが銀河の同じ側に投影されているため、XNUMXつの異なる角距離で同じストリームによって光を遮ることができます。」 フーは言います。 「それで、私はその自然を非常に幸運に感じます
青年期に驚異的な銀河の心臓につながるこの主要な動脈を検出するこの機会を私たちに提供してくれました。」

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「Z = 2.67の巨大なスターバースト銀河の周りの金属の少ない冷たいガスの長い流れ」という研究は、オンラインで公開されました。 天体物理学ジャーナル 2月24。

研究の共著者には、アイオワ州のポスドク研究員であり、現在は国立電波天文台のソフトウェアエンジニアであるRuiXueが含まれます。 カリフォルニア大学サンタクルーズ校のJasonProchaska; ハワイ大学ホノルル校のアラン・ストックトン。 昨年XNUMX月にアイオワを卒業し、カリフォルニア工科大学の大学院生であるSamPonnada氏。 カリフォルニア大学リバーサイド校のMarieWingyee Lau; カリフォルニア大学アーバイン校のAsanthaCooray; フロリダ大学のDesikaNarayanan。

米国国立科学財団が研究に資金を提供した。

出典：https：//bioengineer.org/researchers-detect-cold-gas-pipelines-feeding-early-massive-galaxies/