星團裡的星團—NGC 6604

天文學家利用歐南天文台（ESO）超大望遠鏡（Very Large Telescope，VLT）NACO紅外相機和SINFONI紅外光譜儀，觀察位在銀河系中心的超大質量黑洞（supermassive black hole）人馬座A*（Sgr A*），結果發現一個質量約為地球數倍大的氣體正加速朝黑洞而去。這是天文學家首度看到這類氣體雲被超大質量黑洞吞噬的瞬間。相關論文發表在2012年1月5日出版的自然（Nature）期刊。

天文學家相信我們銀河系的中心有個質量高達400萬倍太陽質量的超大質量黑洞。但因連宇宙中速度最快的光接近黑洞時，都會被黑洞吞噬，無法直擊黑洞的情形，因此必須藉助周圍其他天體來間接瞭解這個黑洞。

由德國普朗克地外物理研究所（Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics）Reinhard Genzel領軍的研究團隊，利用ESO望遠鏡執行一個長達20年的計畫，監測Sgr A*周圍的恆星運動狀況。在監測過程中，他們發現一個獨特的新天體正高速向黑洞接近。過去7年間，這個天體的速度幾乎增加為發現時的2倍，達時速800多萬公里。

　　它的軌道相當橢圓，Genzel等人估計約在2013年年中左右，這個天體就會離Sgr A*這個黑洞的事件穹界（event horizon）僅約400億公里之遙。這個距離聽起來很遠，可是僅相當於36光時（light-hours），以天文尺度而言，算是與超大質量黑洞非常近的距離了。而估計這團雲氣所能最靠近黑洞而沒被瓦解的距離，大約是3AU以內。（註：1光時代表光行走1小時的距離，相當於300000公里/秒*60秒*60分鐘=10.8億公里，大約比太陽到木星距離多一點。1AU代表太陽到地球的平均距離，相當於1.5億公里；3AU大約相當於在火星到木星之間。）

然而觀測資料顯示，這個天體的溫度遠低於附近的恆星，僅有攝氏280度左右（一般正常恆星的表面溫度約數千度到數萬度），主要是由氫與氦等元素所組成。這是個含塵量偏高的離子氣體雲，總質量約為地球的3倍左右。由於受到鄰近眾多而熾熱的恆星所發出的強烈紫外輻射影響，這個雲氣已被游離化而發出光芒。

這個雲氣的密度比環繞在Sgr A*黑洞周圍吸積盤內的熾熱氣體還高許多，但當它愈來愈接近黑洞時，愈來愈高的外來壓力會壓縮這個雲氣，在此同時，來自黑洞的重力也愈來愈強，使得雲氣速度持續增加，最後導致雲氣在邊環繞、邊落往黑洞表面的過程中，會被拉扯變形，沿著環繞黑洞的軌道散佈。

在科幻片或科幻圖畫中，常可見接近黑洞的太空人被拉長成麵條一般的景象，但現在卻是真實看到類似的事情發生。這樣被拉扯變形的結果，將使雲氣分裂瓦解，再被黑洞一一吞噬。由於這些天文學家從2008年和2011年所拍的影像中已經看到這個雲氣的邊緣碎裂的現象，顯示正在加速分裂的徵兆，所以他們估計這個雲氣結構可能在未來數年內便會完全瓦解。

此外，當散在軌道上的物質於2013年愈來愈接近Sgr A*時，其溫度也會愈來愈高，屆時可能會發出X射線輻射。目前少有物質接近Sgr A*，因此當這團新發現的雲氣物質將是Sgr A*未來數年內唯一的餐點。

對於這團雲氣的來源，有天文學家認為可能是鄰近的年輕大質量恆星因所發出的恆星風非常強烈，導致其快速流失質量所致。這類恆星基本上會將流失的氣體吹得很遠。天文學家在Sgr A*附近發現一對雙星正環繞Sgr A*運轉，它們的恆星風互相撞擊激盪，非常可能就是因此而形成這團雲氣。

Genzel表示：未來2年內，這團雲氣和超大質量黑洞之間的互動狀況必定非常有趣，如能密切監視其發展，對於瞭解黑洞周圍物質的行為特性有非常大的幫助。而Sgr A*是離我們最近、最容易觀察的超大質量黑洞，如能對其性質進一步瞭解，更可將對Sgr A*的瞭解，延伸應用到其他星系中心的超大質量黑洞上。

資料來源：A Black Hole’s Dinner is Fast Approaching[2011.12.14]

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右圖是利用位在智利La Silla觀測站MPG/ESO的2.2米望遠鏡廣角相機（Wide Field Imager）拍攝的NGC 6604星團影像。這個星團常會被鄰近另一個更顯著的天體—老鷹星雲（Eagle Nebula，M16）掩去風采。不過WFI的這幅塵埃氣體雲氣繚繞的景象，卻將NGC 6604本身的美麗景色凸顯出來，抹去平時那陪襯角色的不起眼印象。

NGC 6604星團就在這張影像的左上方，這是個相當年輕的星團；不過，其實NGC 6604只是一個散佈範圍更廣的巨蛇座星協（Serpens OB association）裡最密集的部分，而這個星協本身則是由約一百顆明亮的O型或B型藍白色恆星所組成的恆星集團，類似疏散星團，但成員的分佈比疏散星團更為鬆散、散佈範圍更廣。影像中同時呈現出與NGC 6604星團有關的星雲，包括Sh2-54這個發光的氫離子雲，以及其他塵埃雲。

NGC 6604位在巨蛇座（尾部）方向，距離地球約5,500光年。在地球所見的夜空中，它位在M16老鷹星雲北方2度遠之處。透過小型望遠鏡可輕易看見星團中的明亮恆星，因此早在1784年，就被威廉‧赫歇爾（William Herschel）收錄進新總表（NGC星表）中。然而，直到1950年代，天文學家Stewart Sharpless才從帕洛瑪星圖（National Geographic–Palomar Sky Atlas）中發現圍繞在它周邊的Sh2-54等昏暗星雲，並收錄進他於1959年出版的夏普利斯氫離子區星表（Sharpless catalogue of HII regions）。

NGC 6604星團中的年輕熾熱恆星正在幫助最新一代的新恆星誕生，因為這些年輕熾熱恆星所發出的強烈恆星風和紫外輻射，不斷地將周邊的雲氣推擠聚集，從而稠密到得以誕生新恆星的地步。由於最亮的年輕恆星質量比較大，核融合速率高而使得它們壽命比較短，因此新一代恆星將很快的取代現在所見的這個恆星世代。

除了可供觀賞的美景價值外，對天文學家而言，NGC 6604其實是真有科學價值的，因為這個星團中正向外發射一個奇怪的熾熱離子氣體柱。銀河系內他處和其他螺旋星系中，都曾發現類似的熾熱氣體柱，這是年輕星團的物質向外流失的管道；但由於以天文尺度而言，NGC 6604的5,500光年算是非常近的，讓天文學家得以詳細地研究這種氣體柱的性質。這種被天文學家暱稱為「煙囪（chimney）」的氣體柱，通常垂直於銀河盤面，一般會向上或向下延伸達650光年。天文學家認為NGC 6604裡的這些氣體柱應該是熾熱恆星造成的，不過還有待持續研究以期能進一步瞭解這些煙囪形成的細節。

資料來源：A Cluster Within a Cluster, 2012.04.25

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天文學家捕捉到一幅太空吸血鬼正在作案的畫面：在一個雙星系統中，其中一顆子星的質量絕大部分都被它的吸血鬼伴星掠奪。不過，讓天文學家意外的不是掠奪的現象，而是這顆伴星掠奪物質的速度比天文學家原本預期的還要溫和。

法國IPAG天文學家Nicolas Blind等人，利用歐南天文台（ESO）帕拉瑪天文臺（Paranal Observatory）的VLTI干涉陣列（Very Large Telescope Interferometer）進行聯合觀測，如此一來便如同使用口徑130米的單一望遠鏡來觀察一樣，影像解析度比哈柏太空望遠鏡還精細50倍以上。因此Blind等人所取得的影像，不僅可將這對雙星解析開來，看到兩顆個別恆星互繞的景象，而且還可以測量出兩星中比較大的那顆恆星的體積。

這個特別的雙星系統是天兔座SS星（SS Leporis），兩星互繞週期約為260天，彼此間的距離相當於地球到太陽的距離（1AU，1天文單位，相當於1億5000萬公里）；其中較大但表面溫度較低的主星，其半徑就佔了1/4（0.25AU）左右，換言之，若將這顆恆星放在太陽的位置，那麼它的表面大概只比水星軌道小一點，是顆所謂的「紅巨星（red giant）」。正因這兩顆星這麼接近的緣故，所以較小但表面溫度比較高的伴星子星，已經掠取了主星約一半的質量了。

雖然天文學家早已知道這個雙星系統中有質量轉移的現象，但轉移速度遠比天文學家預期的還慢，和現行的理論模型預測的過程截然不同；這顆吸血伴星的動作雖慢，但卻非常有效率。

根據這個最新觀測結果，由於影像夠銳利，主星比先前預期的還小，天文學家們很難解釋這顆紅巨星的質量是如何傳遞給伴星的。目前，這些天文學家猜想，說不定這顆紅巨星原本只是因向外發出恆星風之故，才會使得部分物質被伴星「接收」，而非如先前所想的直接從主星傳遞物質給伴星。

天兔座SS星，又名天兔座17號星或HD 41511，視亮度在4.82～5.06等之間變化，於無光害、天空清朗之處，以肉眼便可看見這顆星。距離地球約1,069光年，原為光譜雙星，意思是，僅能經由光譜觀測中，譜線的移動而得知有伴星存在的雙星系統：但現在藉由解析力極佳的VLBI協助，天文學家才能看到個別的恆星。因此，顯見未來將會有更多的光譜雙星在VLBI的鷹眼下，一一現形。

資料來源:Vampire Star Reveals its Secrets[2011.12.07]

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位在大麥哲倫星系（Large Magellanic Cloud，LMC）中的劍魚座30（30 Doradus），俗稱蜘蛛星雲或狼蛛星雲（Tarantula Nebula），是全天空最大的恆星形成區。在星雲中心有近2400顆大質量恆星，集眾星之力的輻射及恆星風，自然強得不得了。被強烈輻射與恆星風推擠之下，星雲仍在不斷擴張中。天文學家最近利用星雲中熾熱而明亮的X射線氣泡結構來建構這個星雲的大尺度結構及演化狀況，同時發現大質量恆星產生的強烈輻射壓不再是現階段雕刻星雲的主力來源。

右圖是錢卓X射線觀測衛星（Chandra X-ray Observatory）的X射線波段資料（藍色）和史匹哲太空望遠鏡（Spitzer Space Telescope）的紅外波段資料（橘色）合成的結果。錢卓資料主要可見恆星風和超新星爆炸所產生的震波，將氣體加熱到極高溫而釋放出的X射線，因此清楚呈現被恆星風等吹出的龐大氣泡狀結構。而史匹哲資料則呈現出這個氣泡結構周邊溫度稍低的氣體和塵埃。

劍魚座30是所謂的氫離子區（HII region）。氫是由一個帶正電的質子和一個帶負電的電子組成的原子，質子在原子核中，電子環繞原子核運轉。當年輕而熾熱的恆星發出強烈輻射，將星雲中的中性氫原子（HI，I為羅馬數字1）唯一的電子打跑，使氫氣成為帶一價正電的氫離子（HII，II為羅馬數字2）。劍魚座30是整個本星系群（Local Group）規模最大、質量也最大的氫離子區。本星系群由我們的銀河系、仙女座星系、大小麥哲倫星系和其他共約30幾個星系組成的團體。而大麥哲倫星系是銀河系最大的衛星星系，距離僅約16萬光年。因此，距離近且規模龐大，讓劍魚座30成為最佳的大質量恆星演化研究室。

關於刻畫星雲形狀的主力來源，最新研究顯示不再是大質量恆星所發出的強烈輻射壓，而是周邊熾熱氣體的壓力；但是今年稍早另一篇論文卻與此結論相反，認為輻射壓，尤其是在星雲中心區域的大質量恆星附近，是主導劍魚座30演化的推手。因此，對於這個全天最大的恆星形成區的演化機制究竟為何，天文學家還得再加一把勁了。

資料來源：30 Doradus and The Growing Tarantula Within[2011.11.10]

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