Subaru望远镜有助于在早期宇宙中创建最广泛的中性氢气地图

天文学家在古老的原始超级集团中检测到煤气云的阴影

在这个工作中的115亿年(左上角)的Propo-Super Cluster地区的星系分布,以及在这项工作中使用的底望远镜Suprime-Cam Image(右,图像较大)。中性氢气分配叠加在底座图像上。红颜色表示中性氢气的密度区域。青色方块对应于原始超级集团的成员星系,而没有青色方块的物体是前景星系和星星。中性氢气的分布不与星系完美对齐。

使用底望远镜,天文学家在早期宇宙中创造了最广泛的中性氢气地图。

科学家们利用斯巴鲁望远镜上的最高摄像头绘制出了早期宇宙中最广泛的中性氢气地图。这个云团广泛分布在1.6亿光年的一个叫做原超星系团的结构内部和周围。它是遥远宇宙中最大的结构,存在于115亿年前。如此巨大的气体云,对于研究早期宇宙大尺度结构的形成和星系由气体演化的过程具有极其重要的价值,值得进一步研究。该团队包括来自大阪产业大学、东北大学、日本航空航天探索机构(雅克)等。

“我们很惊讶,因为致密的气体结构在原始超级集团中的预期远远超过预期,”Mawatari博士说。“需要具有窄带过滤器的更广泛的场景来掌握在年轻宇宙中这一最大结构的完整图片。这正是最近安装在斯图克望远镜的超级Suprime-CAM(HSC)可以完成的强大研究的类型。我们打算使用HSC来研究各种原型超级全级的气体包围关系。“

理解宇宙中物质的分布

组装以形成星系的星星,聚集星系以形成较大的结构,例如簇或超级整流座。当前宇宙中的物质以分层方式构建,尺度为〜1亿光年。然而,我们不能在任何方向或距离大于那个方向或距离的不均匀结构。现代天文学中的一个重要问题是澄清维持物质分布的大规模均匀性和均匀性。此外,研究人员寻求研究大规模结构的种子(即,初始物波动)在宇宙开始时存在的性质。因此,重要的是在各种时期观察巨大的结构(它转化为距离)。需要对气态物质以及星系进行准确和全面的理解。这是因为已知局部超级全级蛋白质富含气体。另外,很明显,古代(或遥远的)群中有许多新生星系。在宇宙的早期时期的星系和气体空间分布的详细比较非常重要,了解从早期宇宙中的昏暗(低发光)气体的Galaxy形成过程。

天文学家利用来自光亮远距离物体的光通过前景气变暗(给予效果像“阴影图片”)以便早期调查暗煤云。由于气体云中的中性氢吸收并从一定波长的背景对象中吸收光,因此我们可以在背景对象的光谱中看到特征的吸收特征。在许多之前的观察中,研究人员使用了像背景光源的Quasars(非常明亮和遥远)。因为明亮的Quasars是非常罕见的,所以这种观察的机会受到限制。这允许天文学家获取有关沿着宽调查区域在单个QSO和地球之间仅沿着视线的气体的信息。它长期以来获得“多维”的气体信息(例如,空间地解析气体云),而不是目前可用的“一维”视图。这需要一种新的方法。

扩大视图

为了拓宽早期宇宙中这些天体的视野,大阪产业大学的Ken Mawatari博士和他的同事们最近开发了一个方案,利用遥远时代星系的成像数据来分析中性氢气的空间分布。这种方法有两个主要优点。首先,该团队使用大量的正常星系作为背景光源,而不是稀有的类星体,来研究搜索区域不同地方的气体分布。第二,他们使用的成像数据与窄带滤光片上的supreme -cam。它经过微调,使特定波长的光得以透射,以捕捉中性氢气吸收的证据(阴影图像效应)。与基于类星体光谱学的传统观测方案相比,这种新方法使Mawatari和他的合作者能够相对较快地获得大面积气体分布信息。

科学家们将他们的方案应用于斯巴鲁望远镜的最高相机成像数据,这些数据是他们之前对星系进行大规模调查时获得的。在这项工作中所研究的场包括SSA22场,超星系团(原超星系团)的祖先,在115亿年前的早期宇宙中,年轻的星系在宇宙中活跃地形成。

在一个古老的原超星系团中发现了一个气体云的影子

先前工作(左)和新方法(右)的分析方案的示意图片。在先前的方法中,基本上可以在搜索区域中使用单个背景光源(Quasar)。另一方面,利用新方案,通过在搜索区域中使用许多正常的星系作为背景光源,更容易地分辨中性氢气密度。在新方案中,通过测量窄带图像中的背景星系的磁通量的磁通量,不是通过使用光谱来估计中性氢气的吸收强度。通过将该方案与Subaru TeleScope,Mawatari等的广域成像能力相结合。制成有史以来最广泛的中性氢气地图。

中性氢气分布的新地图

科学家们的工作导致了研究的三个领域中性氢气的广域地图。与正常领域(SXDS和MACER-N)相比,似乎在整个SSA22原型 - 超级集团场上,中性氢气吸收显着强烈。清楚地证实,原型超级集团环境富含中性氢气,这是星系的主要建筑块。

天文学家在早期宇宙中创造了最广泛的中性氢气地图

在这项工作中研究的三个领域中立氢气的天空分布。在正常领域(SXDS和MACER-N)中,中性氢气密度与整个宇宙的平均密度一致,在115亿年前,中性氢气密度高于整个SSA22原型超级集团的平均值场地。轮廓对应于星系的数量密度。粗体,薄,薄,划线轮廓分别为平均,高密度和低密度区域。

该团队的工作还透露,原型超级集团地区的天然气分布与完美的星系分布不一致。虽然原型超级集团在星系和天然气中富有丰富,但没有与原型超级集团内的星系密度相关的气体量的局部级别依赖性。该结果可能意味着中性氢气不仅与单个星系相关联,而且还仅在原型超级聚合物内散布在跨节间隙上漫射。由于在整个搜索的区域上检测到SSA22场中的中性氢气过量,因此这种过阵的气体结构实际上延长了超过1.6亿光年。在结构形成的传统观点中,物质密度波动被认为是较小的,大规模的高密度结构在早期宇宙中稀有。发现,在115亿年前已经存在于超过1.6亿光年(规模中的当今超级全球运动员大致相同的气体结构已经存在,这项研究的令人惊讶的结果是令人惊讶的结果。

通过在一个非常大的区域内研究中性氢气的空间分布,科学家们提供了一个新的窗口来了解年轻宇宙中气体和星系之间的关系。本工作揭示的SSA22巨型气体构造被认为是检验标准构造形成理论的关键对象,值得进一步研究。

研究:z = 3.1时SSA22原簇区弥散HI吸收结构的成像

是第一个评论关于“斯巴鲁望远镜帮助创建早期宇宙中最广泛的中性氢气地图”

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。