星系演化中，星系如何不断地获得气体来补充其持续的恒星形成对气体的消耗，维持星系演化进程，尚属未知。宇宙学理论模型认为，宇宙中的热气体自然冷却会给星系带来新的冷气体，并预言这种吸积分为两种——由周边热气体晕直接冷却产生的热吸积与沿着宇宙纤维大尺度结构流向星系的冷吸积。


这些冷气体可以通过中性氢21厘米谱线观测到。然而，纤维结构中的中性氢气含量很低（约0.1％），仅有1016 cm-2的柱密度，而靠近星系的区域气体柱密度逐渐增大，在到达几倍1018 cm-2以后才急剧过渡到星系本身。因此，在1018 cm-2或更低的柱密度灵敏度上开展中性氢观测是揭示宇宙学吸积过程的重要手段。天文学家试图在银河系类型的星系外观测到更低面密度的稀薄气体吸积现象，但难以探测到吸积流的动力学证据。


近日，中国科学院国家天文台及合作者利用FAST望远镜（500米口径球面射电望远镜）的超高灵敏度，对近邻星系梅西耶天体M106星系天区开展了深度的成像观测，首次得到了5x1016 cm-2柱密度的高灵敏度图像。研究在M106星系外发现了一条超长距离的气体吸积流，该气体流长达130 kpc（约42.3万光年），连接M106及其卫星星系NGC4288，表明M106星系可从数十万光年外的矮星系上抢夺气体来维持自身的成长。这种现象类似离银河系20多万光年外的大小麦哲伦星云流向银河系的麦哲伦流，但M106的吸积流长度更长、作用范围更广、更难捕捉到，为探究星系气体吸积提供了典型的案例。该吸积流的源头NGC4288星系周围没有明显的相互作用的痕迹，因而形成吸积流的原因有待更多的观测数据和理论模型来解释。


相关研究成果发表在The Astrophysical Journal Letters上。研究工作得到国家重点研发计划与国家自然科学基金的资助。


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FAST观测到的M106吸积流的21厘米谱线积分强度等值线图（蓝色），图中背景为FAST的积分流量强度分布图，绿色等值线显示了WSRT干涉阵列观测到的M106中性氢气体盘的结构




FAST观测到的M106吸积流的21厘米谱线的分通道强度图