FAST entdeckt größte atomare Gasstruktur um eine Galaxiengruppe herum

Atomgas ist das Grundmaterial, aus dem alle Galaxien bestehen. Die Entwicklung von Galaxien ist hauptsächlich ein Vorgang, bei dem atomares Gas aus dem intergalaktischen Medium akkretiert und dann in Sterne umgewandelt wird.

Aus diesem Grund ist die Beobachtung und Erforschung von atomarem Gas in und um Galaxien von entscheidender Bedeutung für die Untersuchung von Galaxienentstehungs- und -entwicklungsmodellen. Die direkteste Methode zur Erforschung von Atomgas ist die Beobachtung der 21-cm-Feinstrukturlinienemission von atomarem Wasserstoff im Radiowellenband.

Kürzlich führte ein internationales Team unter der Leitung von Xu Cong, einem Forscher der Nationalen Astronomischen Observatorien der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (NAOC), mit dem 19-Strahl-Empfänger des Five-Hundert-Meter Aperture Spherical Telescope (FAST) tiefe Kartierungsbeobachtungen durch einer 21-cm-Linienemission in einer Region um die berühmte kompakte Galaxiengruppe „Stephans Quintett“ und entdeckte eine sehr große atomare Gasstruktur mit einer Länge von etwa 2 Millionen Lichtjahren (etwa 20-mal so groß wie die Milchstraße).

Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Natur am 19. Okt.

FAST ist derzeit das größte und empfindlichste Radioteleskop mit einer einzigen Schüssel der Welt, und sein 19-Strahl-Empfänger ist das größte L-Band-Multibeam-Feed-Array für 21-cm-Linienbeobachtungen. Die vollständige Inbetriebnahme des FAST 19-Strahl-Empfängers öffnete ein neues Fenster zu atomarem Gas im Universum, insbesondere zu diffusem Gas geringer Dichte weit entfernt von Galaxien.

„Dies ist die größte atomare Gasstruktur, die jemals um eine Galaxiengruppe gefunden wurde“, sagte Xu. Die Beobachtungen erreichten eine Empfindlichkeit von 1σ=4,2×1016 cm-2 pro Kanal (Δv=20 km s-1; Winkelauflösung=4′) und sind damit die derzeit empfindlichsten Beobachtungen der atomaren Wasserstoff-21-cm-Linienemission an diesem Ort Winkelauflösung.

Seit seiner Entdeckung durch den französischen Astronomen Edouard Stephan im Jahr 1877 hat Stephans Quintett weiterhin Rätsel aufgedeckt, die mit dem komplexen Netz von Wechselwirkungen zwischen Galaxien und Galaxien sowie Galaxien-internen Gruppenmedien in der Gruppe zusammenhängen.

Die neuen Beobachtungen zeigen, dass großräumiges, diffuses Gas mit geringer Dichte (mit einer Säulenidentität von weniger als 1018 cm-2) weit entfernt vom Zentrum der Gruppe existiert, und es ist wahrscheinlich, dass das Gas dort seit etwa 1 Giga vorhanden ist Jahre. Die Beobachtungen stellen die aktuelle Theorie der Bildung/Evolution von Galaxiengruppen in Frage, da nicht klar ist, wie das atomare Gas niedriger Dichte die Ionisierung durch den intergalaktischen UV-Hintergrund auf einer so langen Zeitskala überleben kann.