遥远

将恒星产生的重元素——恒星尘埃从恒星周围带走，远远地送入到星系际空间之中，为遍布宇宙的行星和生命提供了原料。在理论学家们预言此类超级星风存在的同时，此前的观测却只在邻近的星系中找到了一些规模小得多的案例。这次的观测，为这些可以追溯到宇宙如此早期历史之中的大尺度、星系大小的超级星风，提供了迄今最为直接的一些证据。这个超极星风存在于一个名叫“LAB-2”的星系之中，是通过观测其星系晕中的气体而发现的。这团气体的宽度超过300,000光年，大约比我们银河系的星盘大了三倍。天文学家们发现，炽热氢气所发出的光线被减弱了，这种亮度减弱以一种非常奇特的方式横贯整个星系。 “我们相信这种亮度减弱是由一个冷却的物质壳层所产生，这些物质是从周围的环境之中，被一场星系大小的超级星风-清扫出来的，”达拉谟大学的理查德·韦尔曼博士（Richard Wilman）说。“根据这些吸收遍布星系的均匀一致性，这场-似乎发生于几亿年之前。这使得气体拥有足够的时间冷却下来，从抛射的高速度中减慢下来，从而产生了吸收。就像我们所看到的，这个壳层大概位于主星系前方几十万光年的位置上，”韦尔曼博士补充说。天文学家们早就困惑于，为什么形成行星和最终生命的关键元素（比如碳、氧和铁）在宇宙中的分布是如此的广泛；大-之后仅仅20亿年，偏远的星系际空间之中，这些元素的含量就已经大大增加了。这个星系中被观测到的超级星风向我们展示了，这类冲击波是如何携带着星系深处形成的元素，在广袤的空间中穿行的。在整个星系的二维投影上获取气体详细信息的能力，对于这项发现及其解释是至关重要的。一种被称为整场光谱仪（integral field spectroscopy）的技术使得这项观测成为可能，目前这种技术只有在世界最大的望远镜上才达到了成熟的地步。达拉谟研究小组的关键成员，尤里斯·杰森（Joris Gerssen）博士解释说，“大部分天文光谱仪是通过在目标上放置一个小孔，或者一条狭缝来完成测量的，这对于一个复杂的延展源，比如这个星系来说，就只能给出一个相当不完整的画面。” 为了克服这一点，天文学家们使用了一台被称为“索伦（Sauron）”的积分场光谱仪，来对邻近星系进行大范围扫描。这个设备是由里昂天文台建造的，合作伙伴包括了法国、荷兰和英国的天文学家们。杰森博士补充说，“索伦确实是独一无二的，它的高效率意味着，它完全可以与世界上最大望远镜上的设备相媲美，那些望远镜的大小是威廉·赫歇耳望远镜的两倍。不过，我们目标星系的遥远距离意味着，为了完成这项发现，索伦必须凝视这个星系超过15个小时之久。” “索伦已经向我们提供了迄今最好的证据：一个经历过大型星爆的星系产生了一个大规模外流。这些测量是理解星系形成物理的第一个步骤之一，”牛津大学的罗杰·戴维斯教授（Roger Davies）评论说，牛津大学也参与过索伦的开发工作，“我们期望能够使用一台类似的、为8米望远镜建造的2维光谱仪；这将使我们可以探测更早期的星系形成过程。” 到目前为止，遥远宇宙中年轻星系超级星风的观测证据大都是间接的或者是推断出来的；科学家们正在努力从星系和星系际气体的大规模巡天之中，寻找它们微妙的统计学印记。按照发起这项研究的达拉谟大学计算宇宙研究所的理查德·鲍尔教授（Richard Bower）的说法，“天文学家们已经在遥远的恒星形成星系中观测到了高速（气体）外流，但此前我们还从来没有在对单个星系的观测中测出它们的真实尺度。利用这个星系的超大范围发射源，我们能够在整个星系的背景上看到外流的某种剪影。这暗示了超级星风确实像星系一样巨大，它们也确实像我们的理论所要求的那样重要。”
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