09.12 兩個螺旋星系在茫茫宇宙中的相遇


兩個螺旋星系在茫茫宇宙中的相遇


哈勃太空望遠鏡和錢德拉X射線望遠鏡拍攝的合成圖,顯示的是環狀星系AM 0644-741,又名林賽-沙普利環。供圖:NASA

導語:遙遠的飛魚座深空,壯麗的圓環上鑲嵌著無數的黑洞和中子星,它們發出的可見光和X射線劃過幽暗的宇宙,然後地球上的人們通過哈勃望遠鏡和錢德拉X射線望遠鏡觀察到了它們。它們或許會讓我們知曉,我們的銀河系如果與其它星系碰撞會有什麼結果。

3億光年外的飛魚座深處,兩個螺旋星系旋到了一起,留下了許多黑洞與中子星形成的明亮圓環。

這兩個星系合併之後形成了一個環狀星系,被名為AM 0644-741。它的一系列照片被天文望遠鏡拍下,並發表在了《天體物理學期刊》。

當兩個星系合併時,其實幾乎不會發生任何碰撞。恆星及其它天體分得很散,在星系融合過程中極少會相互撞擊。但是,引力效應會相互推擠兩個星系,並以非常顯著的方式,使兩個星系重新排列。

“一看到環狀星系的光學圖像,我就被迷住了。它們太壯美了,你不禁會想宇宙是怎麼造就出如此驚人的形狀的。”該項研究的合著者、錢德拉X射線中心的天體物理學家Antonella Fruscione在郵件中寫道。

就本例而言,較小的那個星系(可能是圖像左下角的那個)完全從AM 0644-741星系穿過,產生的引力擾動以密度波的形式從星系中心向外擴展,酷似石頭掉進池塘中產生的漣漪。

“這些密度波沿著某些恆星的軌道向外部擴散,擠壓著目標星系及周圍的氣體,從而形成較密的氣體。這種氣體達到某個臨界點後,就會形成新的恆星。”該研究的合著者、意大利國家天體物理研究所佈雷西亞天文臺的Anna Wolter在郵件中解釋道。

現有的恆星移動了位置,新誕生的恆星亦然。它們向外分散,成為了新生成的環狀星系的環狀結構,即林賽-沙普利環。1960年,天文學家Eric Lindsay(艾瑞克·林賽)和Harlow Shapley(哈洛·沙普利)發現了這一天體,故以他們的姓氏命名。


兩個螺旋星系在茫茫宇宙中的相遇


該動畫顯示的是錢德拉X射線望遠鏡拍攝的圖像,同時結合了哈勃太空望遠鏡拍攝的光學圖像。

Credit: X-ray: NASA/CXC/INAF/A. Wolter et al; Optical: NASA/STScI

上面的動畫中可以看到錢德拉X射線望遠鏡拍攝的環狀結構和哈勃太空望遠鏡拍攝的光學圖像。環繞該星系的紫色斑點是超亮的X射線源、聯星系統等。天文學家稱,這些X射線源、聯星系統的動力來源要麼來自中等質量黑洞,要麼來自中子星。此類圖像有助於解開這一謎題,並可能讓我們知曉未來約40億年間,銀河系究竟何時與鄰近的巨大螺旋星系仙女座星系融合。

Wolter說:“大量收集這類數據,有助於我們解答此類問題,並讓最終知曉我們的恆星是如何誕生、生存、死亡的。”

拋開科學不談,這些圖像本身就蘊含著無窮魅力,即便對於研究它們的人也是如此。Fruscione說:“當我年幼時,正是這類圖像吸引我成為了天文學家,而且至今仍讓我對自己的工作充滿激情。”


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