发现指向神秘的紫外线辐射的起源，能量输出数十亿次太阳

天空的三彩图象在Lyman-alpha Blob 6（实验室-6）附近。绿色是Lab-6的Lyman-alpha排放。Lab-6在星座Grus的方向上的185亿光年，距离我们的方向，延伸大约一百万光年。黄箱的物理尺寸为326万光年。此图像中看到的大多数星系是前景星系。（蓝色的：VLT / Hawk-I J频段为1.258微米;红色的：vlt / hawk-i ks频段为2.146微米;绿色的：Lyman-alpha排放在0.411微米与Blanco 4M望远镜在Cerro Tololo非洲观测台）。

发现气体发现，恒星的星系可能原发性能源源于巨型氢气斑块的莱曼-α辐射。

数十亿个LightIsear，巨大的氢气云生产出特殊的辐射，一种紫外线，称为莱曼-α排放。发出灯光的巨大云是Lyman-alpha Blobs（实验室）。实验室比我们的银河系大于银河系的几倍，但仅在20年前发现。一个极其强大的能源是产生这种辐射的必要能源 - 以为数十亿太阳的能量产量而言 - 但科学家们辩论了能源可能是什么。

一项新的研究于2020年3月9日在自然天文学中发表了一份证据表明，能源是在星形星系的中心，存在于此实验室的中心。

该研究重点介绍Lyman-alpha Blob 6（Lab-6）位于星座Grus的方向上的180多亿光年。协作团队发现了实验室-6的独特特征 - 它的氢气似乎自身下降。Lab-6是第一个具有这一所谓的缺少气体签名证据的实验室。缺矿气体在丰富的金属元素中较低，表明实验室的缺少氢气起源于白乳酸介质，而不是从恒星形成的星系本身。

缺少气体的量太低，不能动力观察到的莱曼-α发射。调查结果提供了表明中央星形星系是负责莱曼-α发射的主要能源。他们还对实验室的结构构成了新的问题。

“这给了我们一个神秘的人。我们预计应该有围绕恒星形成星系的空气 - 他们需要燃气，“犹他大学物理与天文学副教授郑铮表示，”研究的共同作者“。郑加入了分析数据的努力，并带领与U型聂研究生的理论解释。“但这似乎是唯一一个带有气体缺失的莱曼-αBlob。为什么这么稀有？“

Lyman-alpha排放在这里表示为Lyman-alpha线。当气体流出时，Lyman-alpha发射变为较长的，红色波长。当气流充气时发生相反的情况 - 莱曼-α排放的波长似乎更短，将其转化为蓝色光谱。

作者使用了欧洲南部天文台（ESO）和Atacama大毫米/亚颌骨阵列（ALMA）的非常大的望远镜（VLT）来获得数据。中国科学院紫色山地天文台的领导作者首次观察到了一十年前的实验室 - 6系统。他知道系统的一些特别的东西，即使是其氢气斑的极端尺寸也是如此。他有机会跳了起来看起来更仔细。

“幸运的是，我们能够获得从阿尔玛捕获分子化妆所需的数据，钉住银河系的速度，”他说。“来自ESO的光学望远镜VLT给了我们Lyman-alpha排放的重要光谱灯曲线。”

氢的光揭示了它的秘密

宇宙充满了氢气。氢电子绕原子核的核，不同能量水平。当中性氢原子与能量喷射时，可以将电子升高到具有更高能级的较大轨道。然后，电子可以从一个轨道水平跳到另一个轨道水平，这产生了光子。当电子从直接相邻地从轨道移动到内部轨道时，它将具有特定波长的光子在紫外线谱中发射，称为Lyman-alpha发射。需要一种强大的能源来激励氢气足以产生莱曼-α发射。

作者通过分析Lyman-alpha排放的运动学来发现缺失的气体特征。在发射Lyman-alpha光子之后，它遇到填充有氢原子的环境。在逃避环境之前，它多次撞入这些原子，就像在弹球机中移动的球一样。该出口使得排放向外延伸。

随着气体的运动导致多普勒效应，所有这些都不只会改变光波的方向，也是它的频率。当气体流出时，Lyman-alpha发射变为较长的，红色波长。当气流充气时发生相反的情况 - 莱曼-α排放的波长似乎更短，将其转化为蓝色光谱。

本文的作者利用ALMA观察来定位来自地球的预期波长的预期波长，如果Lyman-alpha光子没有弹跳效果。随着VLT观察，他们发现从该BLOB的Lyman-alpha排放变为较长的波长，暗示气体流入。他们使用模型来分析光谱数据并研究氢气的运动学。

缺矿气体缩小了Lyman-alpha辐射的起源

实验室与每年以数百至数千次太阳能群体的速度形成恒星的巨大星系。Lyman-alpha排放的巨头晕环绕着这些星系，形成了Lyman-alpha气体的数百千年轻的岁月，功率相当于约10亿太阳。气体中的运动可以告诉你关于星系的状态。

缺少气体可以发起几种不同的方式。它可能是银河喷泉的第二阶段 - 如果大规模的恒星死亡，它们会爆炸和推动向外推动，后来落下。另一种选择是冷溪流 - 在天体之间漂浮的氢气漂浮，可以将孔的中心拉入电位，从而产生缺管气体特征。

作者的模型表明，该实验室中的缺少气体来自后一种情况。他们分析了Lyman-alpha灯型的形状，表示非常小的金属灰尘。在天文学中，金属比氦更重。星星生产宇宙中的所有重点 - 当它们爆炸时，它们会产生金属元素并跨越间隙蔓延。

“如果气体来自这个星系，你应该看到更多金属。但是这个，没有很多金属，“郑说。“该指示是气体没有污染来自该星形成的元素。”

此外，它们的模型表明周围气体仅产生每年两个太阳能群体的能量功率，对于观察到的莱曼 - α发射的量大得多。

该调查结果提供了强有力的证据表明，恒星的星系是莱曼-α发射的主要贡献者，而缺管气体的作用是塑造其光谱曲线。但是，它并没有完全回答这个问题。

“可能还有其他可能性，”奥诺说。“如果星系在中心有一个超大的黑洞，它可以发出能量的光子，这可能远远超过产生排放。”

在未来的研究中，作者希望将复杂的气体动力学分开到P out为什么缺少气体对于实验室很少见。例如，流入气体可以取决于系统的方向。他们还希望建立更现实的模型来了解Lyman-alpha排放光子的运动，因为它们撞到原子。

参考：“在莱曼 - αBlob中的漏气”由Yiping Ao，郑铮，基督教汉高，石云聂，亚历山大贝莱恩，renyyscen，Mark dijkstra，Paul J. Francis，James E. Geach，Kotaro Kohno，Matthew D. Lehnert，Karl M. Menten，Junzhi Wang and Axel Weiss，2020年3月9日，Nature
Astronomy.doi：10.1038 / s41550-020-1033-3

Yiping AO也与中国科学技术大学隶属。其他贡献作者包括：犹他大学世宇聂;基督教恒斯特·赫兹·阿卜杜勒齐大学国王; Institut D'Astrophysique Spatiale的Alexandre Beelen，普林斯顿大学的renyue CEN;奥斯陆大学的Mark dijkstra;保罗J.澳大利亚国立大学弗朗西斯;詹姆斯·赫特福德郡大学犹豫不良;东京大学Kotaro Kohno; Matthew D. SorbonneUniversitéLehnert; Karl M. Menten和MPIFR的Axel Weiss;上海市天文天文台的君治王。