(相关资料图)
5月5日，Science以“Inspiraling streams of enriched gas observed around a massive galaxy 11 billion years ago”为题，在线发表清华大学蔡峥教授团队的研究论文。清华大学蔡峥教授为项目PI，文章通讯作者、共同第一作者；2018级博士生张世武为论文的第一作者，清华大学许丹丹教授等提供了重要的理论支持。该研究直接探测到早期宇宙中，星系周围气体进入星系的详细过程，证实了重元素丰度较高的“循环内流”是驱动星系恒星形成的关键，为理解星系“生态系统”及星系演化迈出重要一步。
星系吸积星系外气体，形成恒星的详细过程是天体物理学研究的热点。为了解开这一谜题，蔡峥教授领导的国际团队，利用世界上最大的光学望远镜——“凯克“对距今110亿年的一个巨大的气体星云进行了观测。利用先进的成像光谱仪——“宇宙网成像器”，团队成功探测到了星系周围气体的氢元素、及多种重元素辐射，并进一步估计出重元素的大尺度空间分布。这也意味着在宇宙早期，星系周围气体已经富含重元素。
本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“循环气体流”(recycling inflow)是驱动早期宇宙大质量星系形成的重要机制。该发现为理解星系生态系统、星系形成和演化迈出了关键的一步。未来，结合更大口径、更大视场的光谱巡天望远镜，人们有望揭示星系中恒星形成的全貌。
该工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、清华大学等单位的支持。合作单位包括日本早稻田大学、德国马克斯-普朗克研究所、加州大学、浙江大学、普林斯顿大学、犹他大学、北京大学、广州大学、厦门大学、深圳技术大学、亚利桑那大学、中国科学院国家天文台、上海天文台等。