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星系進食習慣會隨時間改變

2012/03/19 | | 標籤:

天文學家利用歐南天文台(ESO)超大望遠鏡(Very Large Telescope,VLT)觀察鯨魚座方向、青少年期的星系成長的狀況;這是這類巡天工作中規模最龐大的一次。由巡天資料,天文學家發現年輕星系的進食習慣會隨著它們成長而改變。這些年輕星系大都位在大霹靂後約30~50億年的時期中。它們最初會像吃喜愛的小點心般,緩慢而平穩的吸收氣體;但之後,絕大部分星系開始狼吞虎嚥,以其他較小星系為主食。

天文學家已知宇宙早期的星系比現今宇宙中的螺旋星系和橢圓星系都小很多。這些星系必須藉由進食才能逐漸成長茁壯,但它們得的進食習慣究竟為何,迄今仍是未解之謎。因此由法國IRAP的Thierry Contini等人利用VLT進行MASSIV(Mass Assembly Survey with SINFONI in VVDS)巡天工作,觀測那些被挑選過、約大霹靂後30~50年的星系;以星系生命期來看,這些星系位在宇宙早期,相當於人類的青少年期,相當年輕,因此星系中充滿氣體。

關於星系成長的理論,主要有兩種:一種是大一點的星系經由併吞小一點的星系這樣的劇烈合併事件而成長,另一種則是有氣體持續而平緩的從星系外流入星系。兩種方式都可以產生大量新恆星。Contini等人從MASSIV巡天資料發現:當宇宙年齡約30~50億歲時,星系進食習慣開始轉變。在此之前的星系主要是經由持續而平緩的補充氣體來成長;在此之後的則是以吞噬合併為主。

這份巡天資料除了提供星系進食習慣改變得狀況外,還讓Contini等人發現:許多星系中的氣體並沒有自轉現象,但現今宇宙中卻沒觀測到這類星系;第二個意外發現則是這些位在宇宙早期的年輕星系中,有許多星系的重元素居然是集中在星系外圍部分,這個現象也和現今宇宙中的星系現狀相反。頁首圖片呈現MASSIV的一部份,其中彩色部分是SINFONI光譜觀測的星系氣體運動結果,藍色代表氣體朝地球方向移動,紅色代表朝背對地球的方向移動。

類似MASSIV巡天工作中所偵測的遙遠星系,通常都非常昏暗,因此必須利用解析度高的望遠鏡和靈敏度高的偵測儀器才能觀察到它們的細節。在VLT望遠鏡和SINFONI近紅外光譜相機的協助下,Contini等人才能觀測到星系各個部分如何運動以及組成成分是什麼等等。雖然如此,Contini等人仍盼望未來歐洲極大望遠鏡(European Extremely Large Telescope,E-ELT)建成之後,類似的巡天工作可以帶給他們更多驚喜。

資料來源:The Feeding Habits of Teenage Galaxies[2012.03.14]

轉載自台北天文館之網路天文館網站


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