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近日，中國科學(xué)院國家天文臺徐聰研究員領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)，利用中國天眼FAST對著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周圍天區(qū)的氫原子氣體進(jìn)行了成像觀測，發(fā)現(xiàn)了1個尺度大約為2百萬光年的巨大原子氣體系統(tǒng)，比我們所在的銀河系大20倍。據(jù)了解，這是迄今為止在宇宙中探測到的最大的原子氣體系統(tǒng)。該成果于北京時間2022年10月19日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表。

觀測宇宙中的氣體是天體物理中一個非常重要的研究課題。宇宙中所有天體的起源都離不開原子氣體，例如星系主要的演化過程就是不斷從宇宙空間吸收原子氣體然后將其轉(zhuǎn)化為恒星的過程。射電天文波段能夠?qū)τ钪嬷械脑託怏w進(jìn)行直接觀測。中國天眼FAST是當(dāng)今世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，能夠探測到遠(yuǎn)離星系中心的極其稀薄的彌散原子氣體所發(fā)出的暗弱輻射，為研究宇宙中天體的起源打開了一個嶄新的窗口。

FAST這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)揭示了在遠(yuǎn)離該星系群中心的外圍空間存在大尺度的低密度原子氣體結(jié)構(gòu)。這些氣體結(jié)構(gòu)的形成很可能與“斯蒂芬五重星系”早期形成時，星系間相互作用的歷史有關(guān)，已經(jīng)存在了大約十億年。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)對研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰(zhàn)，因?yàn)楝F(xiàn)有理論很難解釋為什么在如此漫長的時間里，這些稀薄的原子氣體仍沒有被宇宙空間中的紫外背景輻射電離。FAST的這項(xiàng)觀測成果預(yù)示著宇宙中可能存在更多這樣大尺度的低密度原子氣體結(jié)構(gòu)。

FAST探測到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周圍天區(qū)中的原子氣體分布（用紅色光暈顯示；光暈越薄表示氣體柱密度越低）。自從1877年被法國天文學(xué)家斯蒂芬發(fā)現(xiàn)后到現(xiàn)在，“斯蒂芬五重星系”是最受關(guān)注的星系群，也成為韋布空間望遠(yuǎn)鏡第一批觀測并首次向公眾展示的五個目標(biāo)之一。圖中背景為用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡得到的彩色光學(xué)圖像。斯蒂芬五重星系位于圖像中間。嵌入圖是韋布空間望遠(yuǎn)鏡最近發(fā)布的紅外波段彩圖：藍(lán)光和白光代表在近紅外波段的恒星輻射，橙色光和紅光代表在中紅外波段的氣體和塵埃輻射。國家天文臺供圖