惊奇银河系不是均质的

导读 星系由一系列恒星组成,是由主要由氢和少量氦组成的星系际介质的气体冷凝形成的。与星系中的气体不同,这种气体不含金属——在天文学中,所...

星系由一系列恒星组成,是由主要由氢和少量氦组成的星系际介质的气体冷凝形成的。与星系中的气体不同,这种气体不含金属——在天文学中,所有比氦重的化学元素统称为“金属”,尽管它们是气态的原子。“星系由从外部落入的‘原始’气体提供燃料,这使它们恢复活力并允许形成新的恒星,”UNIGE 科学学院天文学系教授、该论文的第一作者 Annalisa De Cia 解释说。学习。与此同时,恒星在其整个生命周期中燃烧构成它们的氢,并通过核合成形成其他元素。当一颗生命尽头的恒星爆炸时,它排出它产生的金属,如铁、锌、碳和硅,将这些元素送入银河系的气体中。然后这些原子可以凝结成尘埃,尤其是在银河系中较冷、较密集的部分。“最初,当银河系在 100 亿多年前形成时,它没有金属。然后恒星逐渐用它们产生的金属丰富了环境,”研究人员继续说道。当这种气体中的金属含量达到太阳中存在的水平时,天文学家就会谈到太阳金属丰度。它没有金属。然后恒星逐渐用它们产生的金属丰富了环境,”研究人员继续说道。当这种气体中的金属含量达到太阳中存在的水平时,天文学家就会谈到太阳金属丰度。它没有金属。然后恒星逐渐用它们产生的金属丰富了环境,”研究人员继续说道。当这种气体中的金属含量达到太阳中存在的水平时,天文学家就会谈到太阳金属丰度。

一个不太均匀的环境

因此,构成银河系的环境将恒星产生的金属、由这些金属形成的尘埃粒子以及来自银河系外定期进入的气体聚集在一起。“直到现在,理论模型都认为这三种元素是均匀混合的,并在我们银河系的任何地方都达到了太阳组成,中心的金属丰度略有增加,那里的恒星更多,”该研究所的研究员帕特里克·佩蒂让 (Patrick Petitjean) 解释说。巴黎天体物理学研究所,索邦大学。“我们想使用哈勃太空望远镜上的紫外线光谱仪详细观察这一点。”

光谱学允许将恒星发出的光按其各自的颜色或频率分开,有点像棱镜或彩虹。在这种分解的光中,天文学家对吸收线特别感兴趣:“当我们观察一颗恒星时,构成恒星和我们之间气体的金属以一种特有的方式,以特定的频率吸收非常小的一部分光,这使我们不仅可以识别它们的存在,还可以说明它是哪种金属,以及它的含量有多高,”他继续说道。

开发了一种观察总金属丰度的新方法

在 25 小时内,科学家团队使用哈勃望远镜和智利的甚大望远镜 (VLT) 观察了 25 颗恒星的大气层。问题?用这些光谱仪无法计算灰尘,即使它含有金属。Annalisa De Cia 的团队因此开发了一种新的观察技术。“它涉及通过同时观察铁、锌、钛、硅和氧等多种元素来考虑气体和灰尘的总成分,”日内瓦研究人员解释说。“然后我们可以追踪灰尘中存在的金属数量,并将其添加到之前观察到的已经量化的数量中以获得总数。”

由于这种双重观测技术,天文学家发现不仅银河系的环境不均匀,而且一些研究区域的金属丰度仅为太阳的 10%。“这一发现在星系形成和演化的理论模型设计中发挥了关键作用,”UNIGE 天文学系研究员 Jens-Kristian Krogager 说。“从现在开始,我们将不得不通过提高分辨率来完善模拟,以便我们可以包括银河系不同位置金属丰度的这些变化。”

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