M101 星系群的中性氢环境

我们展示了 M101 星系群的大范围（$8.5\times6.7$度，$1050\times825$ kpc）、深度（$\sigma(N_{\rm HI})=10^{16.8-17.5}\,{\rm cm}^{-2}$）中性氢（HI）图。我们在该星系群环境中识别出两个新的 HI 源：一个是表面亮度极低（且此前未知）的矮星系，另一个可能是原初起源的无恒星 HI 云。我们的数据显示，M101 的延展 HI 包层（Huchtmeier & Witzel 1979）呈现为一个长约 100 kpc 的潮汐环或 HI 羽流，延伸至星系的西南方向。该羽流的 HI 质量约为$10^8\,M_\odot$，峰值柱密度为$N_{\rm HI}=5\times10^{17}\,{\rm cm}^{-2}$；虽然它随 M101 主体一起旋转，但显示出运动学异常，暗示存在翘曲或偏离星系旋转平面的外扩。我们还在羽流附近发现了两个新的 HI 云，质量约为$10^7\,M_\odot$，与 M81/M82 星系群中看到的 HI 云相似，可能也具有潮汐成因。与 M101 星系群的深度光学成像对比发现，无论是羽流还是这些云，在极限表面亮度$\mu_B = 29.5$以下均无任何延展光学对应体。我们还追踪到了 M101 与 NGC 5474 之间中等速度的 HI，加强了这两星系近期存在相互作用的观点。M101 星系群中运动学复杂的 HI 结构，结合 M101 及其伴星的光学形态，表明该星系群处于动力学活跃状态，这在星系群环境中的星系里可能很常见。