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大麥哲倫星系偷「星」被逮

美國國家光學天文台(National Optical Astronomy Observatory,NOAO)天文學家Knut Olsen和Bob Blum等人,發現大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud,LMC)有數百顆恆星,其實是從鄰近的小麥哲倫星系(Small Magellanic Cloud,SMC)中偷來的。LMC和SMC是我們銀河系最大的2個的衛星星系,在南半球用肉眼便輕易可見。

Olsen等人分析了5900顆LMC中的巨星和超巨星光譜,結果發現其中約有5%的恆星,公轉方向和絕大部分LMC成員星相反,或是其公轉面相對於 LMC自轉面的傾斜角很大。由於這些天文學家僅能測量這些恆星的視線方向速度,而非真正的運動方向和速度,所以無論是公轉方向相反還是公轉軌道傾角很大哪 一種特殊軌道狀況,都意味著這些恆星可能不是從LMC中的雲氣旋轉塌縮形成的。

Olsen等人後續再針對公轉方向相反的恆星仔細研究,又發現另一個奇特之處:這些恆星的化學組成也不同,鐵或鈣等重元素含量比LMC中的典型恆星還低,不過卻與SMC中的恆星化學組成非常近似。

從上述運動和化學組成這兩點證據,這些天文學家認為畢竟LMC比SMC大、重力比較強,所以這些特殊軌道恆星搞不好是LMC從SMC那邊偷過來的!要 證明某個星系中的恆星是來自別處,並不是件容易的事,好在大小麥哲倫星系都離我們不算太遠,可以觀測到這些星系中的個別恆星。

因此,為了證明這點,Olsen等人又利用位在智利的Cerro Tololo美洲際天文台(Inter-American Observatory)口徑4米的布藍科望遠鏡(Blanco Telescope)的多天體光譜儀(multi-object spectrometer)觀察其中的4600顆恆星;這個光譜儀可同時觀察大量恆星的光譜,故可節省許多觀測時間。將這4600顆恆星光譜資料與其他 1300顆恆星觀測資料比較,尋找其中是否有出現任何可辨認的特徵。除此之外,Olsen等人還動用史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)研究LMC中的恆星是如何形成與演化的。將太空與地面望遠鏡所觀察到的各項恆星特性結合後,Olsen等人確定這些怪異的恆星應該就 是來自SMC。

右上圖中以有顏色的圓點標出的就是被認為從SMC偷來的恆星,其中紅色代表視線方向的速度是遠離地球的恆星,藍色代表則接近地球的恆星。顏色深淺,代表用不同波段觀測的結果。

這個研究不僅讓天文學家瞭解到星系究竟會如何互動,也能解釋LMC蜘蛛星雲(Tarantula Nebula,又稱為劍魚座30號星,30 Doradus)的恆星形成活動為何會如此劇烈。如果蜘蛛星雲是位在銀河系裡,而且距離像獵戶星雲那麼近(獵戶星雲是最近的恆星誕生區,約1300多光 年),那麼蜘蛛星雲的面積將涵蓋60個滿月,所發出的光芒之強,甚至如同太陽和月亮一樣,可讓物體出現影子。蜘蛛星雲顯然剛好位在LMC從SMC偷取恆星 時,恆星高速衝進LMC的路徑上,恆星衝擊LMC裡原有的氣體,使得這些氣體被壓縮、集中,觸發數量龐大的大質量恆星誕生。大質量恆星壽命往往相當短暫, 很快地便演化到生命末期、發生超新星爆炸;這些比較老的超新星殘骸,現在仍能用X射線望遠鏡觀察到呢!

資料來源:NEIGHBOR GALAXY CAUGHT STEALING STARS [ July 18, 2011]

引用自臺北天文館之網路天文館網站

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