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星際嗜極天體

2011/11/27 | | 標籤:

回溯1970年代,生物學家驚訝地在美國黃石國家公園的熱泉中發現擁有古老DNA的微生物,這些微生物居然沒有被滾燙的沸水殺死,反而生氣勃勃地生長,讓熱泉周邊染上鮮明色彩。科學家為此創造一個新詞:「嗜極生物(extremophile,或嗜極端生物)」。除了黃石公園的熱泉微生物外,科學家逐漸發現愈來愈多這類嗜極生物,在南極洲冰層下,在核子反應器核心附近,在其他許多未預期到的地方。自此,生物學開始逐漸轉變,不再侷限於傳統生物學觀念中。

天文學可能正在瀕臨類似的轉變嗎?

科學家利用美國航太總署(NASA)的星系演化探索衛星(GALEX,Galaxy Evolution Explorer)的觀測資料,發現一種新型的嗜極生物:嗜好極端環境的恆星!哥達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)GALEX計畫科學家Susan Neff表示:他們在相當極端的星系環境中發現恆星,這些極端環境都是天文學家原本認為不應該會誕生恆星的地方,所以這個發現真的是相當驚人的發展。

GALEX觀測衛星發射於2003年,是以UV波段進行觀測的太空望遠鏡,所以對那些最年輕恆星所發出的紫外線極其敏感,因此可偵測到遙遠星系中還在誕生的恆星藉此研究星系演化進程。GALEX的確達到了當初科學家們希望藉由它觀測的現象,而且還超過科學家們的預期:在GALEX影像中,科學家們看到在星系外氣體稀薄到應該不足以讓新恆星誕生的空間中,居然有恆星正在形成中。

現行恆星誕生理論認為:當星際氣體雲團因重力而開始向內塌縮聚集,密度和溫度都達到一定程度時,核融合反應開始啟動,一顆新恆星於焉誕生。銀河系的旋臂中充滿了氣體,是新恆星的盛產區。但GALEX觀察一些遠得多的螺旋星系詞,卻發現在離氣體密集的螺旋形盤面之外很遠的地方,也有新恆星在誕生。

不過,事情可不是到此結束。這些科學家們發現,除了螺旋星系之外,橢圓星系、不規則星系、合併星系(colliding galaxies)的氣體殘跡(gas debris)、快速移動的星系(fast-moving galaxy)的類彗星氣體尾跡(comet-like trail)、低溫且低質量的原始氣體雲(primodial cloud)等,都發現類似的現象:在傳統恆星形成理論中,不該出現恆星的地方,都有新恆星正在誕生!

例如:右上圖右是GALEX單獨的影像、左是電波與紫外兩波段合成的南風車星系(M83,Southern Pinwheel galaxy)影像。M83位在長蛇座方向,距離地球約1500萬光年遠。由電波影像(紅色)可見其八爪章魚般的旋臂從星系中間向外延伸到離主要盤面很遠之處;由紫外影像則可見旋臂中的年輕恆星星團。在GALEX於2005年首度拍攝的M83影像中,科學家發現在距離主要盤面邊緣約63,000光年遠處,還有恆星誕生區;此處極端缺乏稠密氣體,因此對此處居然有恆星誕生的現象,讓不少天文學家震驚不已。本新聞中的這幅影像則是GALEX於2007年再度拍攝的結果,是迄今曝光最久的M83紫外影像,在此影像中所偵測到的年輕星團較2005年時更多,且更延伸到離星系核心約140,000光年遠之處。

所以,根據GALEX個觀察,宇宙中遍佈恆星盛產區,不管環境是像螺旋星系的旋臂一樣友善,還是在氣體稀薄、極其惡劣的環境中,只要有一絲氣體存在,這些星際嗜極天體就會出現。

這個發現,讓天文學家重新思考:現行關於恆星形成過程的理論,是否還有沒思考周全之處?天文學會像生物學那樣,經歷嗜極生物帶來的震撼與轉變嗎?雖然這些科學家沒有給予肯定的答案,但相信未來應該就會知道。

資料來源:Stellar Extremophiles[2011.11.07]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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