來自我們中國南京大學的天文學家，發現了兩個還在形成恆星的星系M33和Arp299的伽馬射線發射，其研究發現發表在《arxiv》上，可能有助於提高對星系極高能量發射來源的認識。一般認為星系中的伽馬射線，是宇宙射線與星際氣體相互作用的結果。由恆星組成的星系是巨大的宇宙射線儲存庫，因此研究星系的伽馬射線發射是至關重要的。
然而，在伽馬射線中探測到已知恆星形成星系的名單仍然相對較少，因此尋找新的星系並對其進行詳細研究，對天文學家來說非常重要。現在，南京大學天文學小組研究報告表明：在伽馬射線中探測到了兩個正在形成恆星的星系。這一發現是利用美國宇航局費米衛星的數據，系統地搜索IRAS修正後的明亮星系樣本中星系可能發出的伽馬射線的一部分。
研究從IRAS修正的明亮星系樣本中選擇了樣本星系，不包括用費米-LAT在伽馬射線中探測到的15個紅外明亮星系，這些星系被列入費米-LAT第四源目錄。對每個星系執行了標準的分析步驟，最終檢測到兩個新的伽馬射線源，這兩個伽馬射線源在空間上分別與M33和Arp 299重合。M33或稱梅西耶33(也被稱為三角星系)是本星系群中的第三大星系。
圖示：M33附近0.3-500 GeV能帶中的測試統計圖
梅西耶33位於距地球約273萬光年的三角星座，研究人員在0.1GeV/100GeV的能量範圍內測量了大約1.28perg/−/s的磁通量，該值表示亮度約為1.1duodecillion erg/s。Arp299位於大熊座，距離地球約1.3億光年，是該局部宇宙區域中最強大的恆星形成星系之一。這是一對處於高級合併狀態的碰撞星系，西邊是NGC3690，東邊是IC694，西北部是一個小型緻密星系。
在0.1GeV-100GeV能量範圍內，測得通量約為1.08perg/−/s。在Arp299的案例中，有趣的是，研究發現了該星系伽馬射線發射通量可變性的證據，這可能部分是由於Arp299中被遮擋的活動星系核(AGN)的原因。如果這種可變性是真的，部分輻射應該來自這個相互作用星系中被遮擋的活動星系核。總結這些結果，南京大學天文學家得出結論：M33和Arp299與恆星形成星系的伽馬射線光度和總紅外光度之間的相關性一致。
這支持了這樣一種假設，即這種來源的伽馬射線發射主要是由於宇宙射線與星際介質相互作用所致。恆星形成星系是巨大的宇宙射線儲存庫，這些宇宙射線通過與星際介質的碰撞將其相當大一部分能量轉化為γ射線。研究還發現，0.1GeV-100GeV的γ射線光度與星系恆星形成率指標，如總紅外(IR)光度有很好的相關性。利用費米衛星11.4年的γ射線數據，系統地研究了IRAS修正明亮星系樣本中星系可能發出的γ射線。
M33和Arp299，具有TS≥25的意義，這表明它們的γ-射線發射應該主要來自與ISM相互作用的CRS。然而，有一個初步證據表明，Arp299發出的γ射線的通量可變。如果變率是真的，Arp299的部分發射應該來自這個相互作用星系系統中被遮擋的活動星系核。此外，還發現來自M33的γ射線超額位於星系系的東北區，那裡有一個超巨型HⅡ區，即螺旋星系NGC604，這表明螺旋星系中一些明亮的恆星形成區，可能在星系中產生γ射線發射方面起主導作用。
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研究/來自：南京大學
參考期刊《arxiv》
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