冷却流:星系团核心那场“被叫停”的恒星诞生潮
星系团核心的气体正在辐射冷却,这是X射线望远镜反复确认的事实。按照最简单的推理,这些气体应当迅速冷却、下沉,并在星系团中心触发剧烈的恒星形成。然而,过去三十年的观测却呈现出一幅近乎矛盾的图景:冷气体确实存在,恒星也在形成,但数量比理论预言少...
星系团核心的气体正在辐射冷却,这是X射线望远镜反复确认的事实。按照最简单的推理,这些气体应当迅速冷却、下沉,并在星系团中心触发剧烈的恒星形成。然而,过去三十年的观测却呈现出一幅近乎矛盾的图景:冷气体确实存在,恒星也在形成,但数量比理论预言少...
在宇宙中最极端的引力环境中,物质向黑洞下落时释放的引力能,本应让黑洞周围亮得刺眼。然而观测却反复呈现另一番景象:银河系中心的人马座A*(Sgr A*)以及许多低光度活动星系核,光度远低于理论预期。问题并不出在黑洞“不饿”,而出在能量在被辐射...
星系形成理论中有一个长久令人不安的空白:观测到的遥远星系在宇宙极早期就以惊人速率孕育恒星,但按照经典图景,落入暗物质晕的气体应先被激波加热到百万度量级,再缓慢冷却——这套流程太慢了,供不上那些星系“暴饮暴食”的需求。冷流概念的提出,正是为了...
宇宙学模型精确预言了原初核合成应当产生的重子总量,然而在相当长的时期内,天文学家在邻近宇宙中实际清点到的恒星、星系气体与星系团内介质的重子总和,却只占这个预言值的几分之一。这一悬殊的收支缺口曾被视为现代天体物理学最令人尴尬的谜题之一。温星系...
宇宙学有一个令人不安的算术问题。根据宇宙微波背景辐射的精确测量,宇宙中普通物质(重子)的总量是确定的:约占宇宙总能量密度的百分之五。大爆炸核合成理论也给出了独立的、与之吻合的预言。然而,当天文学家把近邻宇宙中所有“看得见”的重子加总——恒星...
仰望夜空时,人们习惯把恒星和星系当作宇宙物质的主角。但从重元素的角度看,真正的主角可能藏在星系之间的广袤虚空里。天文学上把比氦更重的元素统称为“金属”,它们无法在宇宙原初核合成中产生,只能由恒星内部的核反应锻造,再经由超新星爆发、恒星风或活...
在宇宙学中,“逃逸分数”并非指航天器挣脱地球引力所需的速度门槛,而是一个描述星系如何塑造宇宙面貌的微观效率参数。它衡量的是星系内部恒星形成的剧烈活动所产生的电离光子,有多大比例能够成功穿透星系内部的气体与尘埃屏障,进入广袤的星系际介质。这个...
星际空间中的气体并非总是安分守己地保持中性。在银河系乃至更遥远星系的某些角落,氢原子中的电子被持续剥离,留下质子与自由电子在磁场中穿行。推动这一过程的能量输入者,天文学上称为电离源。如果没有电离源,宇宙中的气体将 largely 保持中性,...
如果你在深空图像里看到一群星系突然从某张滤光片里“消失”了,先别急着怀疑望远镜出了问题。在天文学中,这种“消失”恰恰是最可靠的身份证明之一。莱曼断裂星系正是这样一类天体:它们并非真的不存在于某个波段,而是由于宇宙本身在特定波长上设下了一道几...
莱曼阿尔法发射是氢原子最强烈的电子跃迁产物,波长121.6纳米,落在真空紫外波段。按理说,年轻星系中密集的恒星形成活动应当让这条发射线明亮到刺眼。然而过去数十年里,天文学家一次次将望远镜对准高红移星系,却常常什么也看不到。这条本应最显眼的谱...