附近的星系碰撞

兩個矮星系可能在我們的本星系群中碰撞,引發了最近的“星暴”


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像銀河系和它的鄰居仙女座這樣的巨型星系,是在很久以前較小的星系碰撞並變大後形成的。然而,觀察這個過程的進行是困難的,因為它需要在可觀測宇宙的邊緣附近探測矮星系之間的碰撞,在那裡我們看到星系在100多億年前的樣子。現在,天文學家已經發現了在離我們更近的地方發生的類似碰撞的證據——距離地球僅260萬光年——在一個名為IC 10的小星系中,讓他們能夠詳細觀察矮星系之間的碰撞。

密歇根大學的天文學家大衛·尼德維爾稱IC 10是天空中最有趣的星系之一。“它是我們本星系群中唯一的星暴星系,”他說。星暴是一個以快速速度產生恆星的星系。
IC 10 發出的光只有銀河系的百分之幾。不幸的是,天文學家花費了近一個世紀才解開這個不尋常鄰居的本質,因為我們的星系試圖阻擋視線。IC 10 位於銀河系塵埃的後面,在北部 W 形的仙后座中。

在其 1936 年的著作《星雲的領域》中,天文學家埃德溫·哈勃認為 IC 10 可能屬於本星系群,該星系群是附近星系的集合,現在包含六十多個已知的成員。但幾十年來,天文學家未能確定星系的距離;一些估計值是其他估計值的四倍。

最終,在 20 世紀 90 年代,天文學家探測到了該星系的造父變星,這是測量星系距離的黃金標準,並證明了哈勃的正確性。造父變星是一顆黃色的超巨星,它隨著膨脹和收縮而週期性地變亮和變暗。造父變星脈動的時間越長,它就越大、越亮;因此,脈動週期揭示了恆星的亮度,將該亮度與造父變星的視亮度進行比較,即可得出恆星及其宿主星系的距離。

與此同時,其他天文學家發現IC 10 中存在大量壽命短暫的藍色超巨星,這表明該星系正在經歷星暴。但是該星系幾乎沒有紅色超巨星——需要一些時間才能出現的恆星。它們的稀缺意味著星暴開始於不到1000萬年前。這樣的星暴是神秘的。“目前還不清楚為什麼它們會突然爆發如此劇烈的恆星形成,”尼德維爾說。

現在,他可能找到了 IC 10 成功製造恆星的秘密:與另一個小星系的碰撞。“這實際上是一個偶然的發現,”尼德維爾說。他正在使用西弗吉尼亞州的 綠岸望遠鏡 研究來自大小麥哲倫星雲(環繞銀河系的兩顆最亮星系)釋放的氫氣無線電波。IC 10 位於他正在觀測的天空區域,他探測到一條從星系延伸至少 60,000 光年的氫氣帶。這條氣體帶的重量大約是太陽的一百萬倍。

正如尼德維爾的團隊將在未來一期的《天體物理學雜誌快報》中報道的那樣,這條氣體帶可能源於一個伴星系撞入其鄰居。一個星系中的氣體雲撞擊了另一個星系中的氣體雲,壓縮了氣體,直到它誕生了一系列新的恆星。“這就是每個人都希望得到的答案,因為它非常簡單直接,”洛厄爾天文臺的天文學家菲利普·梅西說,他研究 IC 10 已有幾十年,並稱這項新發現“非常重要”。但他問道,“如果存在相互作用,那麼伴星系在哪裡?”

為了找到 IC 10 的伴星系,尼德維爾和他的同事們正在使用光學望遠鏡在新發現的氣體帶中尋找恆星。尼德維爾懷疑 IC 10 和它的伴星系類似於麥哲倫星雲的較小版本,麥哲倫星雲也是多產的恆星創造者。它們圍繞銀河系執行,可能也彼此執行;IC 10 圍繞仙女座星系執行,但它與仙女座的距離比麥哲倫星雲與我們星系的距離遠四倍以上。

仙女座和銀河系已經剝奪了它們大部分其他衛星星系的氣體,這些氣體是創造恆星的原材料。然而,麥哲倫星雲仍然擁有氣體,可能是因為它們第一次經過我們身邊。“我想知道 IC 10 是否也正處於它第一次圍繞仙女座執行的過程中,”尼德維爾說。這也許就是這個小星系能夠保留其氣體至今的原因,這使得天文學家有機會研究最近的星暴——並見證了幫助構建我們稱之為家的巨型星系的過程。

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