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哭学家绘制银河系一螺旋星系氢原子谱线图

发布时间:2012年03月19日 14:02 | 进入复兴论坛 | 来源:中国科技网 | 手机看视频


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  本报讯(记者常丽君)据美国物理学家组织网3月16日(北京时间)报道,最近,平方公里阵列望远镜(SKA)南非项目小组和南非开普敦大学利用先期的KAT-7望远镜收集的数据,给银河系附近的螺旋星系NGC 3109绘制出了第一份氢原子谱线图。

  NGC 3109是一个小型螺旋星系,距离地球约430万光年,位于长蛇座。KAT-7观察到了该星系中氢气所发出的无线电波谱。观察星系中氢原子(HI)波谱是KAT-7建设中的一个重要里程碑。

  研究人员将KAT-7检测到的无线电波谱进行处理,绘制出氢气分布谱线图。该图还显示出NGC 3109正在旋转运动:朝向观察者运动的一边谱线发生多普勒蓝移,远离观察者运动的一边谱线发生红移,整个星系的旋转并不一致。通过这种结构,研究人员能模拟出物质在星系中的分布。目前的研究认为,其中大部分物质确实是暗物质,虽无法被看到却能通过探测其万有引力效应而证实。

  目前望远镜相关仪器对气体运动速度的检测精确度为10公里/秒,今年还将升级达到1公里/秒。“这么高的精度能让我们把传统模型和修正牛顿动力学模型区别开。”南非开普敦大学SKA多波长天文学研究主席克劳德·卡里基南教授解释说,传统模型认为宇宙中存在大量暗物质,而修正牛顿动力学模型认为不存在暗物质,是万有引力法则在星系尺度发生了改变。

  SKA南非项目主管伯尼·凡纳罗夫还指出,在SKA和MeerKAT的科研计划中,用中性氢原子谱线绘制宇宙星系图占很大一部分。因为宇宙在不断膨胀,遥远的星系正在迅速地远离我们。检测星系中的中性氢原子频谱能让我们知道星系离我们有多远,发现几十亿光年远的星系,绘制出宇宙结构及其随时间而发生的改变等。对各星系中含有的中性氢原子进行“宇宙普查”,还能帮我们回答天体物理学中的一些基础性问题,如暗物质和暗能量,建立星系演化的清晰画面。

  总编辑圈点

  一个最简单的原子,其光谱却一直是了解宇宙物质结构理论的主要基础——因在宇宙星际间充满着绝大部分气体的原子,就是氢,自无线电波、微波、红外光、可见光到紫外光区段,都有可能有氢原子谱线。此次南非的天文学家得到的是螺旋星系NGC 3109的无线电波图,要探寻它的意义,则要将眼光放远到广阔的时空尺度上,在那里,宇宙暗物质与暗能量的神秘效应凸显了出来,暗示着其可能操纵了宇宙结构的幕后推手身份。