北京日报客户端 | 记者 刘苏雅
利用“中国天眼”，由中国科学院国家天文台研究员徐聪领导的国际团队发现了一个尺度约为200万光年的巨大原子气体系统，比我们所在的银河系大20倍。这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体结构。10月19日，该成果在国际学术期刊《自然》杂志发表。
宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体。中国天眼是当今世界口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，其所拥有的超高灵敏度，能够探测到远离星系中心的极其稀薄的弥散原子气体所发出的暗弱辐射。科研团队选中了著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”，期望突破以往的观测极限。
在天文观测中，噪音的出现在所难免。科研人员不断改进、提高“中国天眼”的灵敏度并压制噪音，终于在2021年10月将其灵敏度调试到空前的极限，成功观测到“斯蒂芬五重星系”周围极稀薄的气体。让科研团队吃惊的是，这些气体延展到了星系外200万光年的地方，是有史以来天文观测到的宇宙中最大原子气体结构，“中国天眼”也成为唯一一个能探测到如此稀薄气体的望远镜。
本次研究成果揭示了在远离该星系群中心的外围空间，存在大尺度的低密度原子气体结构。这些气体结构的形成很可能与该星系早期形成时，星系间相互作用的历史有关，已经存在了大约十亿年。徐聪介绍，本次成果预示着宇宙中可能存在更多这样大尺度的低密度原子气体结构，并对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战，现有理论很难解释为什么在如此漫长的时间里，这些稀薄的原子气体仍没有被宇宙空间中的紫外背景辐射电离。“中国天眼”的运行，为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新窗口，后续可以利用本次观测结果，对宇宙紫外背景辐射提出新的极限。
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中新网北京10月19日电 （记者 孙自法）在人类眼中，地球所在的太阳系已经非常浩瀚，人类探测器至今还无法飞出太阳系，但在宇宙视角下，太阳系只不过是银河系中微不足道的一粒尘埃，比银河系还要大20倍的原子气体系统又会是怎样的存在？中国天眼（FAST）最新就在宇宙中发现了这样的存在。
FAST探测到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周围天区中的原子气体分布（用红色光晕显示：光晕越薄表示气体柱密度越低）。图中背景为用光学望远镜得到的彩色光学图像，“斯蒂芬五重星系”位于图像中间。嵌入图是韦布空间望远镜最近发布的红外波段彩图：蓝光和白光代表在近红外波段的恒星辐射，橙色光和红光代表在中红外波段的气体和尘埃辐射（图源：NASA、ESA、CSA、STScI）。 中科院国家天文台 供图中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，近日利用被誉为中国天眼的500米口径球面射电望远镜，对宇宙中著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行成像观测，发现1个尺度大约为200万光年的巨大原子气体系统，比人类所在的银河系大20倍。
这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体系统，得益于中国天眼超高灵敏度带来的前所未有的极端暗弱天体探测能力。该项天文重大发现及研究成果论文，北京时间10月19日夜间在国际著名学术期刊《自然》在线发表。
徐聪研究员介绍说，观测宇宙中的气体是天体物理中一个非常重要的研究课题。宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体，例如星系主要的演化过程就是不断从宇宙空间吸收原子气体然后将其转化为恒星的过程。射电天文波段能够对宇宙中的原子气体进行直接观测，中国天眼是当今世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，能够探测到远离星系中心的极其稀薄的弥散原子气体所发出的暗弱辐射，从而为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新的窗口。
中国天眼最新发现20倍银河系的巨大原子气体系统，揭示了在远离致密星系群“斯蒂芬五重星系”中心的外围空间存在大尺度的低密度原子气体结构。这些气体结构的形成很可能与“斯蒂芬五重星系”早期形成时，星系间相互作用的历史有关，已经存在了大约10亿年。
徐聪表示，这项发现对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战，因为现有理论很难解释为什么在如此漫长的时间里，这些稀薄的原子气体仍没有被宇宙空间中的紫外背景辐射电离。中国天眼的这项观测成果预示着宇宙中可能存在更多这样大尺度的低密度原子气体结构。
据了解，致密星系群“斯蒂芬五重星系”于1877年被法国天文学家斯蒂芬发现并以其名字命名，从发现至今，“斯蒂芬五重星系”一直是最受天文学界关注的星系群，也成为美欧最新一代韦布空间望远镜（JWST）第一批观测并首次向公众展示的5个目标之一。（完）
