中國網/中國發展門戶網訊 近日，中國科學院國家天文台徐聰研究員領導的國際團隊，利用中國天眼FAST對著名緻密星系群「史蒂芬五重星系」及周圍天區的氫原子氣體進行了成像觀測，發現了1個尺度大約為2百萬光年的巨大原子氣體系統，比我們所在的銀河系大20倍。這是迄今為止在宇宙中探測到的最大的原子氣體系統，得益於FAST超高靈敏度帶來的前所未有的極端暗弱天體探測能力。該成果於北京時間2022年10月19日在國際學術期刊《自然》雜誌發表。
觀測宇宙中的氣體是天體物理中一個非常重要的研究課題。宇宙中所有天體的起源都離不開原子氣體，例如星系主要的演化過程就是不斷從宇宙空間吸收原子氣體然後將其轉化為恆星的過程。射電天文波段能夠對宇宙中的原子氣體進行直接觀測。中國天眼FAST是當今世界上口徑最大、靈敏度最高的單口徑射電望遠鏡，能夠探測到遠離星系中心的極其稀薄的彌散原子氣體所發出的暗弱輻射，為研究宇宙中天體的起源打開了一個嶄新的窗口。
FAST這項最新發現揭示了在遠離該星系群中心的外圍空間存在大尺度的低密度原子氣體結構。這些氣體結構的形成很可能與「史蒂芬五重星系」早期形成時，星系間相互作用的歷史有關，已經存在了大約十億年。這項發現對研究星系及其氣體在宇宙中的演化提出了挑戰，因為現有理論很難解釋為什麼在如此漫長的時間裡，這些稀薄的原子氣體仍沒有被宇宙空間中的紫外背景輻射電離。FAST的這項觀測成果預示著宇宙中可能存在更多這樣大尺度的低密度原子氣體結構。
FAST探測到的在著名緻密星系群「史蒂芬五重星系」周圍天區中的原子氣體分布（用紅色光暈顯示;光暈越薄表示氣體柱密度越低）。自從1877年被法國天文學家史蒂芬發現後到現在，「史蒂芬五重星系」是最受關注的星系群，也成為韋布空間望遠鏡第一批觀測並首次向公眾展示的五個目標之一。圖中背景為用光學望遠鏡得到的彩色光學圖像。史蒂芬五重星系位於圖像中間。嵌入圖是韋布空間望遠鏡最近發布的紅外波段彩圖：藍光和白光代表在近紅外波段的恆星輻射，橙色光和紅光代表在中紅外波段的氣體和塵埃輻射（圖片來源：NASA、ESA、CSA、STScI)。