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发信人: PseudoEgo (小豆二哥), 信区: NJU
标 题: 《NATURE》发表南京大学施勇教授团队最新研究成果
发信站: 水木社区 (Tue Oct 21 22:44:46 2014), 站内
南京大学施勇教授所领衔的国际团队，利用世界上最强大的远红外空间望远镜（欧洲航空局
与美国航空局联合建造的赫歇尔天文台），对两颗距离地球比较近的“化石”星系（
Sextans A和ESO146-G14）进行了观测研究，通过数据分析，发现这些星系中恒星形成的效
率比类银河系中的效率低至少10倍，该结果暗示了130亿年前宇宙原初气体可能无法有效地
形成新恒星。该成果《inefficient star formation in extremely metal poor
galaxies(极端贫金属星系里低效的恒星形成)》于2014年10月16日在线发表于国际顶级科技
期刊《NATURE》（《自然》）杂志上，论文的第一单位并且通讯单位都是南京大学, 通讯作
者为南京大学天文与空间科学学院施勇教授。
理论上来说，宇宙大爆炸之后，气体随着宇宙膨胀而渐渐冷却，在大约130亿年前，开始坍
缩形成宇宙第一代和第二代恒星。这些恒星内部剧烈的核聚变反应把氢和氦合成其他更重的
元素（天文学上统称为金属元素），如碳和氧等。部分金属元素通过恒星风和超新星爆发返
回到气体中，使得气体中的金属元素含量逐渐增加。各种理论模型预测气体中的金属元素含
量是影响恒星形成的关键，在缺乏金属元素以及由这些元素组成的分子和尘埃颗粒情况下，
模型预测恒星形成的效率会降低，即单位质量气体在单位时间内只有较少一部分才能转化为
恒星，然而这些理论预测一直缺乏有效的天文观测来证实。
图1：星系Sextans A的多波段图像：蓝色部分代表的Very Large Array射电望远镜所探测到
的氢原子质量分布，绿色是GALEX卫星所探测的来自大质量恒星的紫外发射，红色代表的是
Herschel红外望远镜所探测到的来自尘埃的红外发射（图由施勇制作和提供）。
施勇教授团队在对Sextans A和ESO146-G14两个临近地球的恒星星系进行观测时（前者距离
地球大约5百万光年，后者距离地球大约7千万光年，金属元素含量各自只有我们银河系重元
素含量的7%和9%），发现其恒星的形成效率远低于类银河系星系里的恒星形成效率，大约低
10-100倍。这从一定意义上为上述理论模型提供了实验数据，暗示了早期宇宙里恒星的诞生
比今天的恒星要难得多，这对于星系和恒星起源的研究具有重要的科学价值。
图2：恒星形成率（单位时间内形成的恒星质量）对气体质量的二维图。橘黄色-白色区域是
类银河系在图上的分布，七个绿色的球代表论文中两个星系七个恒星形成区在该图的分布。
最右边的双向箭头长度代表了恒星形成率10倍的变化（图由施勇制作和提供）。
值得一提的是，研究团队进一步指出理论模型所依赖的物理机制跟观测结果给出的是截然相
反的。理论模型解释在低金属丰度下，原子氢无法高效结合形成分子氢（恒星形成的原材料
），从而导致了低金属丰度下恒星形成的低效率。然而研究团队指出，即使在这样的低金属
丰度下，分子氢仍旧是大量存在的，因此是分子氢气体，而不是原子气体，无法有效地形成
新恒星。
本研究论文的作者包括南京大学施勇教授（通讯作者），美国加州理工学院的Lee Armus研
究员和George Helou教授，美国弗吉尼亚大学Sabrina Stierwalt博士，中国科学院紫金山
天文台高煜研究员，中国科学院上海天文台王均智研究员，英国爱丁堡大学张智昱博士和南
京大学顾秋生教授。该工作获得中国国家自然科学基金、中国科学院先导b项目和南京大学
985项目的支持。
据了解，施勇在美国亚利桑那大学获得天文学博士、在亚利桑那大学和美国加州理工学院从
事过博士后工作，现任南京大学教授、博导，入选国家“青年千人计划”。（新闻中心 秦
刚）
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※ 来源:·水木社区 http://www.newsmth.net·[FROM: 110.96.229.*]
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