一幅插圖顯示了一個被宇宙氣體塵埃網(wǎng)困住的星系。（圖片來源:uux.cn/Robert Lea（與canva共同創(chuàng)作））
（神秘的何宇地球uux.cn）據(jù)生活科學（羅伯特·李）：就像被困在蜘蛛網(wǎng)里會徹底改變一只蒼蠅的生活一樣，被困在廣闊宇宙網(wǎng)中的網(wǎng)中星系也會發(fā)生巨大而不可逆轉(zhuǎn)的變化。
現(xiàn)在，成長堪薩斯大學的星系科學家們正致力于更好地了解星系團在穿越不同環(huán)境的宇宙網(wǎng)絡時形成的機制。
堪薩斯大學物理學和天文學教授格雷戈里·魯?shù)履峥苏陬I導這項工作，何宇包括在計算機模擬中重建宇宙網(wǎng)絡，網(wǎng)中然后研究星系在網(wǎng)絡中移動時的成長氣體含量和恒星形成特性。這項工作將使用來自DESI遺產(chǎn)調(diào)查、星系廣域紅外調(diào)查探測器（WISE）和美國國家航空航天局星系演化探測器（GALEX）的何宇約14000個星系的圖像；該小組將利用錫耶納的0.7米平面波望遠鏡收集更多的觀測數(shù)據(jù)。
魯?shù)履峥嗽谝环萋暶髦姓f:“這個項目的網(wǎng)中主要目標是理解環(huán)境因素對星系轉(zhuǎn)變的影響。”“在宇宙中，成長星系分布不均勻，星系密度不一。何宇這些星系聚集成由數(shù)百至數(shù)千個星系組成的網(wǎng)中大星系團，以及由數(shù)十至數(shù)百個星系組成的較小星系團。”
魯?shù)履峥酥赋觯窍悼梢猿纱鼗虺扇海蛘咚鼈兛赡芫幼≡谟钪嬷懈铝ⅰ⒚芏雀偷膮^(qū)域，稱為“場”。
盡管之前模擬宇宙網(wǎng)絡和內(nèi)部星系的研究將星系團和星系群與單獨的星系進行了比較，但他們忽略了連接星系團的氣體、塵埃和恒星的細長絲狀結(jié)構(gòu)。
Rudnick和他的同事將這條宇宙高速公路考慮在內(nèi)，專注于星系遇到的絲狀環(huán)境，星系最初是如何被引導成分組和星團的，以及絲狀體如何影響它們的演化。
嵌有氣體和塵埃細絲的星系的計算機模擬截圖。（圖片來源:uux.cn/Yannick Bahé）
魯?shù)履峥苏f:“星系沿著一條路徑進入這些細絲，在發(fā)展成群體和星團之前首次經(jīng)歷了密集的環(huán)境。”“研究細絲中的星系使我們能夠研究星系與致密環(huán)境的最初相遇。“
魯?shù)履峥搜a充說，大多數(shù)進入星系團“城市中心”的星系都是沿著宇宙網(wǎng)絡“超級高速公路”進入的，少數(shù)星系走“鄉(xiāng)村路線”進入星系團和星系團，而不會與周圍環(huán)境產(chǎn)生太多互動。
魯?shù)履峥苏f:“細絲類似于州際公路，而這些通往密集地區(qū)的少有人走的路線類似于在堪薩斯州的鄉(xiāng)村道路上行駛以進入城市界限。”“星系可以以細絲形式存在，也可以像串珠子一樣成組存在于細絲中。事實上，宇宙中的大多數(shù)星系都存在于群體中。”
該團隊希望，通過這種模擬，有可能深入了解環(huán)境對星系的影響，并解碼星系在最常見的細絲和星系群中的行為。
誕生恒星的被困星系
KU團隊所做工作的一個關鍵方面是評估宇宙網(wǎng)狀細絲的條件如何影響超密度袋中氣體的處理，科學家稱之為“重子循環(huán)”。
因為恒星是在過于密集的氣體和塵埃團坍塌時誕生的，重子循環(huán)的中斷可以促進或阻礙恒星的形成，從而增加或減緩星系的增長。
“星系之間的空間含有氣體。事實上，宇宙中的大多數(shù)原子都在這種氣體中，而這種氣體可以吸積到星系上，”魯?shù)履峥苏f。“這種星系間氣體經(jīng)歷了轉(zhuǎn)變?yōu)楹阈堑倪^程，盡管這一過程的效率相對較低，只有一小部分有助于恒星的形成。大部分以大風的形式排出。”
其中一些風成為從星系吹回太空的外流物，而其他風吹物質(zhì)回落到其起源星系，被吸積并最終作為重子循環(huán)的一部分被回收。
昴宿星團:由氣體和塵埃細絲連接的星系的集合。（圖片來源:uux.cn/蓋蒂圖片社）
魯?shù)履峥私忉屨f:“星系可以被概念化為重子處理引擎，從星系間介質(zhì)中吸取氣體，并將其中一部分轉(zhuǎn)化為恒星。”“恒星會變成超新星，產(chǎn)生更重的元素。部分氣體被吹出到太空中，形成銀河噴泉，最終落回銀河系。”
當星系遇到宇宙網(wǎng)中的致密環(huán)境時，它們可以通過主動從星系中剝離氣體或剝奪其未來的氣體供應來改變其內(nèi)部壓力并擾亂重子循環(huán)。
這導致位于星團中心的銀河系恒星工廠，由于其原始的恒星誕生物質(zhì)被冷卻而緩慢停止。
魯?shù)履峥苏f:“這種破壞影響了星系對氣體的吸收和排出，導致它們恒星形成過程的改變。”“雖然恒星形成可能會暫時增加，但幾乎在所有情況下，最終都會導致恒星形成減少。”
該團隊的模擬有望幫助科學家更好地理解重子循環(huán)，這是Astro2020十年調(diào)查中強調(diào)的未來十年的一個關鍵科學主題。
該研究還將包括到2026年對堪薩斯州和新澤西州高中學生的科學推廣。這將包括為學校配備11臺MacBook Pros，以便學生參與研究項目。
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