龙南氮气成分检测
寻找分子气体存在的证据需要探测一氧化碳气体。尽管分子气体的主要成分是氢分子和氦原子,冷氢分子和氦原子没有电磁辐射可供天文观测,一氧化碳气体是继氢分子和氦原子之后丰度排名第三的分子气体,其分子谱射主要在毫米波段。过去十几年来国际上好几个团组已经使用不同望远镜(IRAM30米,PdBI,CARMA和ALMA)来搜寻化石星系中的一氧化碳发射但都没有成功。施勇团队与高煜等从2014年开始一氧化碳气体的搜寻工作,铝合金门窗于2015年在美国《天体物理学报》发表了搜寻工作,尽管灵敏度比之前提高好几倍,但也没成功。今年3月,研究团队申请获得位于西班牙的IRAM30米毫米波望远镜60个小时的观测时间,成功在一个化石星系中探测到一氧化碳气体。
该论文的作者包括南京大学教授施勇(第一和通讯作者)、中科院上海天文台研究员王均智,英国爱丁堡大学博士张智昱、中科院紫金山天文台研究员高煜、天津师范大学教授郝彩娜和夏晓阳,以及南京大学教授顾秋生。该工作得到自然科学、科技部、江苏省科学以及中科院的支持。图为所观测的化石星系DDO70,其金属丰度只有太阳金属丰度的7%,满足传统定义化石星系的标准(小于10%太阳金属丰度)。本次观测将近10天,受益于寒冷天气,观测条件非常好,终探测到一氧化碳分子转动能级2->1的辐射(光谱见下图右下角)。这是国际上在化石星系中探测到一氧化碳气体,提供了直接证据表明化石星系存在冷分子气体,支持化石星系中的恒星也形成于分子气体,而不是一些理论模型认为的形成于原子气体。