FAST探测到的在著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”周围天区中的原子气体分布(用红色光晕显示：光晕越薄表示气体柱密度越低)。图中背景为用光学望远镜得到的彩色光学图像，“斯蒂芬五重星系”位于图像中间。嵌入图是韦布空间望远镜最近发布的红外波段彩图：蓝光和白光代表在近红外波段的恒星辐射，橙色光和红光代表在中红外波段的气体和尘埃辐射(图源：NASA、ESA、CSA、STScI)。 中科院国家天文台 供图
中国科学院国家天文台徐聪研究员领导的国际团队，近日利用被誉为中国天眼的500米口径球面射电望远镜，对宇宙中著名致密星系群“斯蒂芬五重星系”及周围天区的氢原子气体进行成像观测，发现1个尺度大约为200万光年的巨大原子气体系统，比人类所在的银河系大20倍。
这是迄今为止在宇宙中探测到的最大的原子气体系统，得益于中国天眼超高灵敏度带来的前所未有的极端暗弱天体探测能力。该项天文重大发现及研究成果论文，北京时间10月19日夜间在国际著名学术期刊《自然》在线发表。
徐聪研究员介绍说，观测宇宙中的气体是天体物理中一个非常重要的研究课题。宇宙中所有天体的起源都离不开原子气体，例如星系主要的演化过程就是不断从宇宙空间吸收原子气体然后将其转化为恒星的过程。射电天文波段能够对宇宙中的原子气体进行直接观测，中国天眼是当今世界上口径最大、灵敏度最高的单口径射电望远镜，能够探测到远离星系中心的极其稀薄的弥散原子气体所发出的暗弱辐射，从而为研究宇宙中天体的起源打开了一个崭新的窗口。
中国天眼最新发现20倍银河系的巨大原子气体系统，揭示了在远离致密星系群“斯蒂芬五重星系”中心的外围空间存在大尺度的低密度原子气体结构。这些气体结构的形成很可能与“斯蒂芬五重星系”早期形成时，星系间相互作用的历史有关，已经存在了大约10亿年。
徐聪表示，这项发现对研究星系及其气体在宇宙中的演化提出了挑战，因为现有理论很难解释为什么在如此漫长的时间里，这些稀薄的原子气体仍没有被宇宙空间中的紫外背景辐射电离。中国天眼的这项观测成果预示着宇宙中可能存在更多这样大尺度的低密度原子气体结构。
据了解，致密星系群“斯蒂芬五重星系”于1877年被法国天文学家斯蒂芬发现并以其名字命名，从发现至今，“斯蒂芬五重星系”一直是最受天文学界关注的星系群，也成为美欧最新一代韦布空间望远镜(JWST)第一批观测并首次向公众展示的5个目标之一