古老星系中的新生命力

本文轉載自PEREGRINE科學點滴

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由於老化的恆星，橢圓星系一度被認為其恆星形成的全盛期是在數十億年前。

不過，使用美國航太總署哈伯太空望遠鏡(NASA’s Hubble Space Telescope)的諸多新觀測正協助證實，由於與較小星系的相遇，橢圓星系仍具有一些朝氣蓬勃的活力。

使用哈伯太空望遠鏡3號廣域攝影機(Wide Field Camera 3)近紫外線光所拍攝之NGC 4150橢圓星系的核心影像，揭露了多顆明顯年齡不及十億年之年幼、藍色恆星所發出的塵埃及氣體流光(streamers)。證據顯示，此些恆星的誕生是該星系與矮星系(dwarf galaxy)合併觸發的。

該項新研究有助於強化浮現中的一種見解，也就是多數橢圓星系具有為古老星系帶來新生命力的年幼恆星。

哈伯太空望遠鏡的此些觀測領導人，英國牛津大學(the University of Oxford)天文學家Mark Crockett宣稱：「一般認為橢圓星系於數十億年前已形成其所有的恆星。這些恆星已耗盡形成新恆星的所有氣體。目前，他們發現了於橢圓星系中藉由吞噬較小星系，驅動恆星誕生的證據。」

Crockett也表示：「此些觀測支持了星系於數十億年間，藉由與矮星系碰撞而逐步集結的理論。NGC 4150是咱們銀河系後院中，屬宇宙初期常有之引人矚目的例子。」

哈伯太空望遠鏡拍得的這些影像，揭露了該星系核心深處的紊亂活動。年幼、藍色恆星簇勾勒出一輪圍繞中心而隨著該星系旋轉的光環輪廓。該恆星的蘊釀溫床直徑約1300光年。諸多長串的塵霧朝著，由較老恆星群組成的淡黃色核心呈現輪廓。

從哈伯太空望遠鏡就此些恆星顏色的分析，Crockett及其團隊推測，該恆星形成的迅速發展期約十億年前開始。於宇宙論史中，這是相對來說很新的事件。

該團隊成員，牛津大學的Joseph Silk解釋：「他們發現該主星爆(starburst)已發生過的星系，諸多最巨大的恆星早已消失，而最年幼的恆星介於5千萬及3到4億年之間。相較之下，該星系中多數的恆星約有百億年。」

該上述觸發恆星誕生之與較小星系的相遇，應類似於咱們銀河系吞噬鄰近的大麥哲倫星雲(Large Magellanic Cloud)。

該團隊成員，英國倫敦帝國學院(the Imperial College London)暨牛津大學的Sugata Kaviraj宣稱：「他們認為，約十億年前，NGC 4150與富含氣體之小星系的一次合併，為該星系提供了形成新恆星所需的物質。於此些年幼恆星中，比氫及氦重的金屬元素含量很低，顯出與NGC 4150合併的也是缺乏金屬的星系。這指向了質量約NGC 4150 1/12的小矮星系。」

此些天文學家表示，諸如上述的小合併比極大星系間的交互作用更為普遍存在。就此類相遇而言，很可能比大星系與小星系撞擊更頻繁達10倍。大撞擊較容易發現，因為產生驚人的煙火。而較小的交互作用，由於留下相對少的痕跡，因而較難發現。

不過，過去5年間，以地面及太空為基地的望遠鏡業已提供了橢圓星系中新恆星形成的線索。於諸多橢圓星系中，以地面為基地的觀測捕捉到恆星的藍色光輝，而諸如以遠及近紫外線光進行檢測的星系演變探測器(the Galaxy Evolution Explorer)等衛星證實，上述藍色光輝來自少於十億年很多的年幼恆星。

Crockett及其團隊選擇NGC 4150來進行哈伯太空望遠鏡的研究，是因為以地面為基地的光譜分析產生了，該星系核心中並不平靜，且令人倍嘗可望而不可及之苦的線索。

該被稱為攝譜術區域性研究光學星雲裝置(the Spectrographic Areal Unit for Research on Optical Nebulae：SAURON)之以地面為基地的勘測，揭露了諸多年幼恆星的存在及與該星系不協調的強力活動。

Silk宣稱：「於可見光中，諸如NGC 4150的橢圓星系看來像正常的橢圓星系。不過，當他們以紫外線光檢視時，景像發生變化。至少有1/3的橢圓星系發出年幼恆星的藍色光輝。」

Crockett附言：「就以紫外線光研究小合併而言，橢圓星系是理想的研究處所。因為橢圓星系是由老的紅恆星所支配，這使天文學家們得以發現年幼恆星的微弱藍色光輝。」

此些天文學家期盼於SAURON的勘測中，繼續研究其他橢圓星系，以找尋新恆星誕生的明顯線索。該團隊的研究結果，發表於《天體物理學雜誌》(The Astrophysical Journal)。

原文網址：http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/38/full/

翻譯：peregrine