科学家:在我们的宇宙中,壮丽的极环星系比预想得更多

“气体的舞蹈和编排非常美丽,气体的这种运动为我们提供了星系随着时间演化的线索。”


极环星系NGC4632有一个气体环垂直于其主螺旋盘。


(图片来源:Jayanne English(马尼托巴大学),Nathan Deg(皇后大学)和WALLABY巡天,澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)/平方公里级阵列探路者射电望远镜(ASKAP),日本国家天文台(NAOJ)/昴星望远镜)

一个天文学家团队发现了两个新案例,可能属于一种奇特的天体——极环星系。这种古怪的星系有一个由恒星和气体组成的环,环与星系中其他恒星以及主盘面呈90度。

这两个案例说明,极环星系可能没有科学家们曾认为的那么罕见。

“极环星系是宇宙中最壮观的星系种类之一。”研究小组的负责人、加拿大女王大学的研究员Nathan Deg在一份声明中说。“这些发现表明,附近的星系约有1%-3%可能拥有气体极环,这比例比光学望远镜观测到的要高得多。”


这两个星系中,NGC4632位于距地球约5600万光年的室女座,NGC6156位于距地球约1.5亿光年的天鹅座。它们那奇特的环隐蔽在可见光里,但会在射电观测中显现。

科学家认为,当一个较大的星系吞并一个较小的星系时,一个星系的引力会从另一个星系拽出一股物质流,恒星和气体环就是在这个过程中形成的。如果极环星系确实比之前预想得更普遍,那意味着这些同类吞并发生得也更频繁。


哈勃空间望远镜观测到的两个星系相撞的画面。

研究极环星系(包括在此次发现之前观测到的那些),还可以帮助科学家更多地了解“暗物质晕”。据信,这些暗物质包裹在星系周围,还会引导周围物质的分布。暗物质这种神秘的物质,在宇宙所有物质中占大约85%,但对我们来说仍然是不可见的。

因此,这些发现对我们理解星系的成长以及宇宙是如何演化的有重要意义。


在对位于西澳大利亚的平方公里阵列射电望远镜(ASKAP)收集的数据进行分析时,那奇特的、环绕在NGC4632和NGC6156周围的恒星和尘埃环开始显现出来。

马尼托巴大学的科学家、探索队成员Jayanne English,用昴星望远镜的光学和红外数据来解析NGC4632和NGC6156星系的螺旋盘,然后又使用了ASKEP的大视场ASKAP L波段遗珍全天盲巡天(WALLABY)的射电数据。这个巡天项目观测了大约50万个星系周围的氢气分布情况,以揭示它们周围的极环盘。这时,团队意识到ASKAP首次发现了极环星系。


坐落在夏威夷莫纳克亚山上日本国家天文台的昴星望远镜。

“比以往更深入、更广泛地绘制天图有着巨大的价值,这些结果就是很好的例证。”研究联合领导人、女王大学的科学家Kristine Spekkens在声明中说道。“这是最棒的机缘巧合:我们发现了一些完全没预料到的东西。”


这些星系的合成图像展示了它们的环的细节,人本来无法用肉眼看到的,要靠合成可见光谱之外的光(比如来自寒冷氢气体的射电光)。

“我们能够处理显示速度通道精细网格的数据,相当于你那老旧无线电接收器上的无线电台,”English说道。“丰富的速度数据意味着,我可以给这个合成图像分配多种颜色,以巧妙地展现发生在极环内部的运动。”


环里渐变的颜色显示了气体不同的运动轨道:位于盘面底部的紫色区域,是朝着地球运动的,而位于盘面峰顶的白色区域,表示远离我们运动的部分。

“气体的舞蹈和编排非常美丽,气体的这种运动为我们提供了星系随着时间演化的线索。” English总结到。


研究人员的下一步工作是通过多种望远镜(包括南非的MeerKAT射电望远镜)观测NGC4632和NGC6156,来确认它们是否确实是极环星系。

BY:Robert Lea

FY:桔子酱

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