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大质量星系的形成演化机制是国际天文界探究的未解之谜。气体如何流入星系以及流入的气体如何驱动恒星形成的整个过程一直未被充分理解和清晰揭示。

清华大学天文系研究团队5日在《科学》杂志上在线发表一项最新研究成果，研究人员历时多年通过全波段数据探测到了早期宇宙中星系周围气体进入星系的详细过程，证实了“循环内流”是宇宙早期大质量星系形成的关键，为理解星系“生态系统”以及星系的形成演化迈出了重要一步。据悉，这也是目前已知的国际上首次对星系的“循环内流”进行直接清晰成像。

图为宇宙星系“循环内流”动图。（研究团队提供）

5日在清华大学举办的成果发布会上，清华大学天文系副教授蔡峥介绍，团队利用目前世界上最大的光学天文望远镜——位于美国夏威夷的凯克望远镜，对110亿光年外的一个巨大的气体星云进行了观测。团队利用先进的成像光谱仪成功探测到了星系周围气体的多种元素辐射，并进一步估计出气体中重元素的大尺度空间分布。

研究团队通过光谱和数值模拟分析发现，这些星系周围富含重元素的电离气体，是早先被星系中心的活动星系核喷射到星系周围再冷却下来，然后在引力和环境角动量共同作用下，又重新回流入星系——这样的过程被称为“循环内流”。进一步研究表明，这种循环气体流是朝着星系流入的，可以促进恒星形成和大质量星系的发育。

图为宇宙星系“循环内流”示意图。（研究团队提供）

“此次发现对星系如何与大尺度环境进行物质交换提供了清晰的图景，表明‘循环内流’是驱动宇宙早期大质量星系形成的重要机制。”蔡峥说。

据悉，未来，该研究团队还将结合更大口径或更大视场的光谱巡天望远镜，如正在建设中的MUST巡天望远镜，对不同的星系和不同的宇宙环境进行观测，这将有望帮助人们揭示星系中恒星形成的全貌。

新华社国内部、新华社北京分社联合制作

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