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壮观螺旋星系:吞噬邻近矮星系不断壮大(图)


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站 2010-09-16

 

壮观螺旋星系:吞噬邻近矮星系不断壮大(图)

  新浪环球地理讯 北京时间9月14日消息,据美国国家地理杂志网站报道,在最新进行的一次观测中,天文学家发现了螺旋星系通过吞噬矮星系不断成长壮大的新证据。科学家表示矮星系是宇宙中形成的第一批系统,它们随后合并形成更大的系统。我们当前在银河系等螺旋星系周围观测到的矮星系是这一过程的幸存者。

  1.积满尘埃的向日葵星系

积满尘埃的向日葵星系(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

积满尘埃的向日葵星系(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

  照片于2005年拍摄,最近对外公布,呈现了螺旋星系M63。M63也被称之为“向日葵星系”,周围的尘埃和气体形成一个可怕的晕轮。在对螺旋星系进行观测时,美国新墨西哥州的一架远程遥控私人望远镜拍摄下这幅照片。天文学家从照片中发现了星系吞食过程的残留物,通过对这些残留物进行研究,他们可以发现螺旋星系的更多秘密

  体积较大的螺旋星系含有数千亿颗恒星,天文学家认为,大型螺旋星系通过“吞噬”附近的矮星系(只含有几十亿颗恒星)不断生长壮大。矮星系是体积较小的卫星星系,它们被拖向饥饿的螺旋星系并在巨大的引力作用下被撕成碎片。在随后的几十亿年时间内,矮星系降级为束状和卷须状结构,被称之为“潮汐流”。再经过几十亿年时间,这些微弱的恒星流将被螺旋星系吞噬。

  自1997年以来,天文学家便在我们的银河系和邻近星系周围,发现潮汐流以及其他与星系内狂暴的吞食事件有关的结构。此次最新观测由马克斯·普朗克天文学研究所的大卫·马特奈兹-德尔加多领导,第一次证明更为遥远的星系周围同样存在这些结构,进而有力地支持了“以大吃小”这一星系进化理论。马特奈兹-德尔加多在一封电子邮件中表示:“这一过程对椭圆星系来说同样非常重要。我们只研究本地宇宙内位于银河系附近并且质量与之接近的螺旋星系,因此可以了解银河系的形成。”

  2.向日葵星系的隐藏花瓣

向日葵星系的隐藏花瓣(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

向日葵星系的隐藏花瓣(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

  第一幅照片的负片,位于照片中部的是这个向日葵星系的主体。这幅负片揭示了螺旋星系M63周围微弱的潮汐流结构。M63距地球3000万光年,宽度达到6万光年。尽管距离极为遥远,但只需借助普通的业余望远镜,我们便很容易在北斗七星附近的北部天空发现这个星系的身影。实际上,此次观测过程中拍摄的照片均出自私人望远镜之手,这些望远镜位于美国新墨西哥州、加利福尼亚州以及澳大利亚,装有可在市面上买到的照相机。

  3.肮脏的食客

肮脏的食客(图片来源:D. Martínez-Delgado/MPIA)

肮脏的食客(图片来源:D. Martínez-Delgado/MPIA)

  在此次新观测过程中拍摄的一幅照片的负片,黑色的臂状结构和微弱的恒星云环绕NGC 7531螺旋星系。研究小组表示,观测结果显示质量只有螺旋星系1%至5%的大型潮汐流在这种星系周围较为常见。本地宇宙的星系群存在几个潮汐流,其中包括大角星流,这些潮汐流应该是一颗被银河系吞噬的矮星系的残余。但星系通过吞噬生长并不是潮汐流的唯一来源。麦哲伦流是连接恒星与大小麦哲伦星云的一座桥梁,据信由银河系的两个卫星星系险些发生碰撞形成。

  4.恒星带环绕星系

恒星带环绕星系(图片来源:Jon Lomberg)

恒星带环绕星系(图片来源:Jon Lomberg)

  画家想象图,橙色斑点是一个小型卫星星系,随着被一个体积更大的螺旋星系的巨大引力撕裂,卫星星系形成一个恒星带。在此之前,天文学家利用详细的电脑模型展现螺旋星系周围的潮汐流以及其他星系吞食标志可能的景象。新观测结果显示,所有预测中的特征都存在于宇宙之中。研究论文作者表示,这是一个强有力的证明,证明当前有关星系进化的模型是正确的。马特奈兹-德尔加多说:“根据宇宙论模型的预测,类似银河系这样的星系通过吸积100到200个矮星系形成。”

  5.伞形结构

伞形结构(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

伞形结构(图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

  照片呈现了距离地球大约3500万光年的螺旋星系NGC 4651,一个被撕裂的矮星系的残余形成与众不同的伞形结构。这把“雨伞”是此次观测中发现的亮度最高的潮汐流。天文学家第一次发现这个结构是在1959年,但被解释为一个被吞噬的矮星系的残余还是第一次。

  6.潮汐退却

潮汐退却( 图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

潮汐退却( 图片来源:MPIA 的R. Jay GaBany和D. Martínez-Delgado)

  画家的想象图,展现了被撕裂的矮星系形成NGC 4651伞形潮汐流的可能路径。在可见像中,这个星系的盘部分隐藏起来,此次新观测使用的NGC 4651负片揭示了星系东侧另一个恒星碎片壳,为矮星系之死提供了线索。马特奈兹-德尔加多说:“矮星系是宇宙中形成的第一批系统,它们随后合并形成类似银河系这样更大的系统。我们当前在银河系和仙女座星系等螺旋星系周围观测到的矮星系是这一过程的幸存者。”

  7.风暴之眼

风暴之眼(图片来源:D. Martínez-Delgado/MPIA)

风暴之眼(图片来源:D. Martínez-Delgado/MPIA)

  螺旋星系NGC 1084照片的负片,揭示了好似被星系“抛弃”的潮汐流;位于负片中部的星系犹如一个风眼。此前对这个螺旋星系进行的一项研究发现,NGC 1084在过去大约4000万年时间内经历了一系列短暂而猛烈的恒星形成过程。天文学家认为这些恒星形成大爆发与NGC 1084和富含气体的矮星系合并有关。

  研究论文作者指出,结合正片和负片对星系进行研究已成为科研人员研究遥远星系通过合并不断成长的一项新技术。目前,一项针对更多星系的观测正在进行之中,研究小组计划利用观测数据确定当前的模型能否用于预测,在吞噬体积较小邻居的螺旋星系周围观测到的不同结构出现的频率。马特奈兹-德尔加多等人的螺旋星系观测研究论文将刊登在《天文学杂志》上,预印版现已刊登在arXiv.org网站上。(孝文)

    [新浪网]

 

哈勃拍到飞马座濒死恒星完美螺旋状残骸(图)

  新浪环球地理讯 北京时间9月13日消息,据美国国家地理杂志网站报道,美国宇航局于上周公布了一张“哈勃”太空望远镜拍摄的最新照片,展现了一个极为“完美”的星际螺旋状天体绕双星系统“飞马座LL”(Pegasi LL)旋转的壮观景象。

  1.“死亡螺旋”

“死亡螺旋”(图片提供:NASA/ESA)

“死亡螺旋”(图片提供:NASA/ESA)

  天文学家认为,由于双星系统“飞马座LL”中的一颗恒星正在走向死亡,最终形成了螺旋状天体间隔均匀的光环。多数超大质量恒星都会以超新星的形式结束自己的生命,“飞马座LL”却不同,它安静地褪去外层的气体和尘埃物质,形成所谓的行星状星云。那颗濒死恒星自身依旧被布满灰尘的茧状物所覆盖,但它仍以每小时3.1万英里(约合每小时5万公里)的速度喷射物体,每800年形成一圈新的光环。

  美宇航局喷气推进实验室天文学家拉夫温德拉-萨哈伊(Raghvendra Sahai)表示:“如果一颗恒星处于静止状态,它大概会以同样的速度向四面八方喷射物质。”不过,那颗濒死恒星是在绕“飞马座LL”中心旋转过程中不断失去物质。由于它每800年绕“飞马座LL”运行一圈,其丧失的物质以规则的几何形状缠绕在这个双星系统周围。

  2.“猫眼”星云

“猫眼”星云(图片提供:NASA/ESA)

“猫眼”星云(图片提供:NASA/ESA)

  与刚刚开始失去外层气状物质的飞马座LL不同,形成著名“猫眼”星云的恒星正在加速走向灭亡:在这张“哈勃”太空望远镜2004年拍摄的照片中,一颗白矮星清晰可见。这颗白矮星其实是形成所谓行星状星云的濒死恒星的稠密核心。根据这张照片,白矮星周围至少有11圈昏暗的光环。

  这些光环可能是在白矮星以一波波脉冲形式喷射物质时形成的,或者,它们可能是那颗濒死恒星曾经是像飞马座LL这样的双子星系一部分的证据。萨哈伊说:“眼下我们只是看到一颗恒星,但这不一定意味着,它始终是一颗恒星。种种理论表明,伴星已经被主恒星所吞噬。”

  3.行星状星云

行星状星云

行星状星云

  并非所有濒死恒星都会留下几何形状如此完美的残骸,比如,这张2007年“哈勃”望远镜拍摄的照片,行星状星云NGC 2440的耳垂状不规则体就提供了证明这一理论的证据。形成这个行星状星云的孤独恒星可能在定期爆发期间不均匀地喷射物质,令气体和尘埃物质以不同方向喷射而出。今天,NGC 2440行星状星云的白矮星(已知最热的白矮星)正在释放强烈的紫外光线,使周围的恒星残骸发着光。太阳也将在大约50亿年内结束自己的生命,诞生一个行星状星云。

  4.太空“靶心”图案

太空“靶心”图案

太空“靶心”图案

  濒死恒星与宇宙中这样的“靶心”无关,相反,我们在这张2008年“哈勃”望远镜拍摄的照片上看到的双环系统,其实形成于一种称为引力透镜的现象。呈现完美几何形状的光环被称为“爱因斯坦光环”,分别来自于两个距地球110亿和60亿光年远的星系。

  第三个超大质量星系(明亮的靶心中央)恰恰处于另外两个距地球仅30亿光年远的星系前面。由于三个星系这种奇特的排列方式,最近星系的引力使另外两个星系的光线变形并放大,产生环状效应。这种引力令太空中光线弯曲的看得见的证据,可能有助于科学家绘制原本看不到的暗物质的分布图。(秋凌)

    [新浪网]

 

 

 

相关报道

天文学家捕捉到矮星系被吞噬迹象

  本报讯 据英国广播公司9月7日网络版报道,天文学家已经发现了矮星系被周围大螺旋星系吞噬殆尽的种种迹象。

  矮星系在宇宙中数量最多,我们所在的银河系就被数十个矮星系所环绕,其中最大的矮星系包含数亿颗恒星和大量的气体,而最小的只有几百颗恒星,且以年老恒星为主。矮星系的共同特征是其大部分质量似乎由暗物质提供,但人们尚不清楚暗物质所占的确切比例。

  螺旋星系是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成,有旋臂结构的扁平状星系。螺旋星系靠吞没周围小的星系而壮大,当这种情况发生在矮星系身上时,它即被极度扭曲。

  德国马克斯·普朗克天文研究所的大卫·马丁内斯-德尔加多与其同事现已在宇宙中遥远的邻里星系中,捕捉到这种“以大吞小”事件始发时的信号特征。该发现已发表在美国天文学会《天体物理学报》上。

  研究人员称,当矮星系被周围巨大的螺旋星系吞噬时,它们会形成卷须状的结构和所谓的恒星流(stellar streams),或称潮汐流(tidal streams),即恒星被似潮汐起落的拉抻力拽成长长的灯丝状。此项发现将会更加清楚地显示未来星系的发展演变。

  天文学家在宇宙中本星系群(包括地球所处之银河系在内的一群星系)发现诸如此类的事件已有十年时间。但是本星系群中只有3个螺旋星系,不足以作为例证来说明宇宙中其余部分演变的一般进程。而此次发现是第一次在本星系群以外的星系中,捕捉到螺旋星系“吃”掉矮星系的种种迹象。目前,研究人员已完成了对螺旋星系距地约5000万光年的遥远距离测量,正计划利用所观测到的数据,对计算机所预测的诸如卷须和恒星流等特征的频率进行测试。 (华凌)

    [科技日报]

 

 

 

 

   

 

 

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