导读 堪萨斯大学 (KU) 的研究人员希望更好地了解星系演化背后的复杂机制，星系在其生命周期中穿过不同环境的宇宙网。堪萨斯大学物理与天文学教...

堪萨斯大学 (KU) 的研究人员希望更好地了解星系演化背后的复杂机制，星系在其生命周期中穿过不同环境的“宇宙网”。

堪萨斯大学物理与天文学教授格雷戈里·鲁德尼克(Gregory Rudnick)正在领导一个团队研究“星系的气体含量和恒星形成特性”，这些特性会根据它们在宇宙中移动的位置而改变。

“这个项目的主要目标是了解环境因素对星系转变的影响，”鲁德尼克说。“在宇宙中，星系以不均匀的分布分布，其密度各不相同。这些星系聚集成大的星系团，由数百到数千个星系组成，以及较小的星系团，由数十到数百个星系组成。”

此外，星系可以是细长丝状结构的一部分，也可以以孤立状态存在于宇宙的低密度区域，他说。

以前的努力主要集中在将星系团和星系群中的星系与宇宙中密度最低区域(称为“场”)中的星系进行比较。这些研究忽略了连接最密集区域的细丝高速公路。鲁德尼克的团队将通过关注星系如何对环境中的细丝做出反应来考虑宇宙中密度的完整动态范围，这些细丝将它们引导向星系群并进入星系团，从而改变星系沿途的演化。

鲁德尼克说：“星系沿着一条路径进入这些细丝，在进入群体和星团之前第一次经历密集的环境。” “研究细丝中的星系使我们能够检查星系与密集环境的最初遭遇。大多数进入星系团‘城市中心’的星系都是沿着这些‘高速公路’进行的，只有极少数星系沿着乡村路线进入星系团。”集群和群体与周围环境没有太多互动。

“虽然细丝类似于州际公路，但这些进入人口稠密地区的人迹罕至的路线类似于在堪萨斯州的乡村道路上行驶以进入城市边界的类比。星系可以存在于细丝中，也可以像珠子一样存在于细丝中。事实上，宇宙中的大多数星系都存在于星系群中。因此，通过我们的研究，我们将同时深入了解环境对星系的影响，以及星系在它们最常见的区域(细丝和星系)的行为方式。团体”。

研究的一个关键焦点将是这些星系丝、场、星系群和星系团内的条件如何改变星系内部和周围气体的“重子循环”。每个宇宙邻域都会改变气体在星系内部和周围的行为方式，甚至会影响形成恒星的最密集的分子气体。因此，重子循环的中断可以促进或阻碍新恒星的产生。

最近，天文学界制定了 2020 年代天文学研究目标的联邦报告——Astro2020 十年调查——将理解重子周期称为未来十年的关键科学主题。

“星系之间的空间含有气体。事实上，宇宙中的大多数原子都在这种气体中，而这种气体可以吸积到星系上，”鲁德尼克说。“这种星际气体会转变为恒星，尽管这个过程的效率相对较低，只有一小部分有助于恒星的形成。大部分以大风的形式排出。其中一些风进入太空，称为流出，而其他则被回收并返回。

“这种吸积、回收和流出的连续循环被称为重子循环。星系可以被概念化为重子处理引擎，从星系间介质中吸取气体并将其中一些转化为恒星。反过来，恒星变成超新星，产生较重的元素。部分气体被吹入太空，形成银河喷泉，最终落回银河系。”

然而，鲁德尼克解释说，当星系遇到稠密的环境时，它们会经历因穿过周围气体而产生的压力，而这种压力反过来会通过主动从星系中去除气体或剥夺星系的重子循环来扰乱重子循环。其未来的天然气供应。事实上，在星系团的中心，星系会发现，当它们的气体供应被移除时，它们的造星能力就会减弱。

“这种破坏会影响星系吸收和排出气体，导致恒星形成过程的改变，”他说。“虽然恒星形成可能会暂时增加，但在几乎所有情况下，最终都会导致恒星形成减少。”

Rudnick 在 KU 的合作者将包括像 Kim Conger 这样的研究生以及本科生研究人员，Kim Conger 的工作帮助制定了资助提案。他的联合首席研究员、锡耶纳学院物理学和天文学教授罗斯·​​芬恩也将雇用和培训学生。

研究人员将使用 DESI Legacy Survey、WISE 和 GALEX 等天文数据集对大约 14,000 个星系进行成像。两个校区的人员将使用锡耶纳的 0.7 米平面波望远镜进行额外的新观测，以获得配备通过赠款购买的定制滤光片的星系的新成像。KU 学生将能够使用锡耶纳望远镜进行远程观测，因为他们已经在 2021 年和 2023 年完成了联合观测天文学课程。

社区外展

这项工作还将包括堪萨斯州和新泽西州的高中生，这是鲁德尼克多年前开始的一项计划的一部分，该计划旨在将大学水平的天文学课程引入中学。新的拨款将在锡耶纳学院附属的高中开设一门天文学课程，并扩展了靠近堪萨斯大学劳伦斯校区的劳伦斯高中已经提供的课程。Rudnick 在这门课程上的表现为他赢得了 2020 年 KU 的社区参与奖学金。