2。9亿光年外！中国天眼FAST发现宇宙巨型结构，比银河系大20倍

　　今年7月，美国宇航局的最强望远镜——詹姆斯·韦布太空望远镜（JWST）公布了第一批全彩宇宙图像，其中一个就是斯蒂芬五重星系。尽管它的图像很壮观，但韦布还是错过了一些更惊人的发现。
　　最近，我国科学家取得了重大发现，迄今为止宇宙最大的原子气体结构，被我们的天眼FAST发现了！网友总是要问天眼有什么用，这一次可以大饱眼福了！
　　斯蒂芬五重星系发现于1877年，是一个由5个星系组成的巨大结构。不过，其中有一个星系和另外4个没有任何的关系，只是方向相同罢了，这个星系距离我们大约3900万光年，而另外四个则位于2.9亿光年以外。这4个星系组成了相互作用星系，它们的引力影响着彼此，未来有可能融合成为一个更加巨大的星系。
　　对于这样的相互作用星系，天文学家一直非常感兴趣。星系的碰撞、融合过程会催发许多极端的天体物理学现象，具有极高的研究价值，这也是我国科学家对斯蒂芬五重星系进行观测的重要原因。
　　那么，为何美国宇航局的韦布望远镜没有拍摄并发现这个结构呢？
　　韦布望远镜发现不了这样的结构也很正常，我们已经多次强调过，不同的望远镜之间观测的目标不同，所以虽然都被笼统地称为天文望远镜，但FAST和JWST其实是两种不同的观测设备。
　　FAST全称叫500米口径球面射电望远镜，是目前全世界最强大的单口径射电望远镜，并且至少在未来20年内都能保持在该领域的领先地位。和JWST最擅长在红外波段进行观测不同，FAST主要的工作频段是70MHz—3GHz，接收的波长最短为分米级，因此在本次发现中更有优势。
　　中国科学院国家天文台徐聪研究员是本次研究的领导者，他介绍说：＂自从145年前发现斯蒂芬五重星系以来，各种地基和太空望远镜都对其进行了广泛的研究。＂正因如此，他才率领了这支由中国、美国以及欧洲的科学家们共同组成的团队，仔细观测了斯蒂芬五重星系。
　　在本周三发表于《自然》期刊上的论文中研究人员指出：由于星系碰撞过程极其复杂，科学家们一直对斯蒂芬五重星系的相互作用和碰撞的细节及时间线有许多疑问。不过他们认为，宇宙中有一种＂工具＂有助于他们的研究，那就是弥散在相互作用星系周围的原子气体。
　　徐聪介绍说，宇宙中所有天体的起源，都离不开原子气体。
　　在所有的原子中，研究人员又选择了原子氢作为观测对象。首先，原子氢是宇宙中最多的原子，更便于观测。其次，原子氢在天体的碰撞过程中也是最容易、最早被剥离出来的。换句话说，它们的分布可以提供这些星系之间最早的相互作用的信息。
　　徐聪在接受采访的时候表示，观测这里的原子氢并不是一件容易的事，因为它们的信号非常弱，而且分布的范围非常广。不过好在我们的天眼具备足够强大的观测能力，其综合观测能力是美国天眼阿雷西博射电望远镜的10倍以上，它把不可能的探测变成了可能。
　　通过中国天眼的观测，天文学家发现了一个以前从未见到过的巨大原子气体系统。这个原子气体结构的宽度超过了200万光年，整整是银河系直径的20倍！它比以往人类发现的最大的相似结构还要至少大1倍，只不过密度低得多，至少低了一个量级。而且，它的实际尺寸很可能还要比这更大，因为它的规模已经超出了本次拍摄的范围！
　　不仅如此，这个弥散结构所处的位置和比较特殊，因为它离斯蒂芬五重星系的中心相对比较远。徐聪介绍说，一般原子氢都位于星系内部或附近不远的区域内，它们都是星系的组成部分。在引力的作用下，这些原子氢会逐渐聚集在一起，形成分子，或者坍缩成恒星。
　　通过这一次的发现，天文学家们需要重新思考星系群外部气体的特性。在未来对星系集合进行建模的时候，也需要重新审视这些星际介质的分布情况，以达到最准确的模拟结果。
　　研究人员进一步分析后发现，导致这个巨大结构的罪魁祸首，很有可能是附近的另一个星系，名字叫NGC 7320a。
　　据观测，NGC 7320a正在以每小时6702公里的速度在宇宙中飞驰。研究人员据此推测，大约15亿年前的时候，这个星系从斯蒂芬五重星系中心穿心而过。就像在水中游动会留下尾流一样，NGC 7320a也拖出了一道长长的潮汐尾巴，它形成了今天我们看到的这个巨大的结构。
　　不过它不是在碰撞之后形成的，而是形成于距今大约10亿年前。这也足够令研究人员费解了，他们还不清楚为何这个结构能够在如此漫长的岁月里仍然还在，按照以往的理论，它应该早就被宇宙中的紫外线辐射摧毁了。根据他们的推测，这个结构仍然还会留存差不多5亿年的时间，才会逐渐消失。
　　另一个可能的罪魁祸首是一个名叫Anon 4的星系，它在大约10亿年前撞上了斯蒂芬五重星系。它几乎是把星系内的原子氢拱了出来，形成了一个膨胀的密度波最终形成了这个巨大的弥散结构。
　　研究人员相信，在宇宙的其他角落，一定还隐藏着更多大质量的气体结构。而且，这些气体结构只能通过天眼这样强大的射电望远镜才能发现。
　　通过对这些气体结构的观测和分析，天文学家可以更好地了解斯蒂芬五重星系是如何形成的，也可以用来推测其他星系或者天体的形成机制。
　　根据我国天文学家的介绍，在未来，我们还将建造5台500米口径的射电望远镜。有了这么多的天眼，我们对于宇宙的观测效率还将再提升一个巨大的台阶。许多未解之谜，或将在中国天眼的观测下一览无余。
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