紅外之眼下的恆星火環

2014/11/01 | | 標籤:

PIA18847_ip_NGC1291右方影像是史匹哲太空望遠鏡(Spitzer Space Telescope)以紅外波段拍攝的NGC 1291星系。這個星系非常古老,估計約有120億年左右,可是它最大的特徵就是環繞著一圈由新生恆星組成的環狀結構,看起來像是馬戲團中馴獸師讓老虎跳過的火圈一樣。

NGC 1291位在南天的波江座方向,距離地球約3300萬光年,由於星系中間部分有個明顯的棒狀結構,因而被歸類為所謂的「棒旋星系(barred galaxy)」。美國國家電波天文台(National Radio Astronomy Observatory)Kartik Sheth表示:這個星系的其他部分都已相當成熟,只有外圍的這圈環狀結構才剛被新生恆星照亮。

有趣的是,在史匹哲的紅外影像中,星系中間的棒狀結構卻呈現被藍色圓形光暈包圍S形。這個由恆星組成的棒狀結構應該是在星系早期歷史中形成的。它會把周圍的物質攪和在一起,迫使恆星和氣體從原本圓形軌道轉變成大且非圓形的放射狀軌道,這造成了共振現象,在共振之處,氣體會被壓縮,並觸發新恆星的誕生。我們的銀河系也有個棒狀結構,不過不如NGC 1291這般顯著。

Sheth等人的研究課題就是嘗試瞭解棒狀結構如何影響星系的命運。他們所主導的史匹哲星系內恆星結構巡天計畫(Spitzer Survey of Stellar Structure in Galaxies,S4G),分析了鄰近宇宙中超過3000個星系的結構,其中最遠的星系距離約為1億2000萬光年,對整個宇宙空間而言,只能算是很短的距離而已。

這些天文學家檢視星系內包含棒狀結構在內的各項結構特徵,希望由此瞭解有多少鄰近星系擁有棒狀結構,以及星系內可能影響棒狀結構形成與結構樣式的環境狀態。他們仔細測量棒狀結構的精確形狀和結構內的物質分佈。棒狀結構畢竟是宇宙演化的自然產物,它們可視為星系內骨的一部分;若能在這些星系內骨中找到如化石般的線索,那麼便可透過這些線索獲得星系演化的獨特看法。

在史匹哲影像中乃是採用假色,波長短一點的近紅外光以藍色顯示,波長長一點的紅外光則以紅色顯示。在星系中間部分銀核區域(bulge)的恆星呈現藍色,這些是比較年老的恆星;而此處絕大部分的氣體,或者說是製作恆星的原料,在前幾個世代的恆星製作過程中就已經用完了。

當星系年輕時所含有的氣體非常豐富,這個棒狀結構會驅使氣體向中間匯聚,提供給恆星形成使用。當氣體原料用罄,這塊星系中心區域因而變得沈寂,造星活動逐漸轉移到星系的外圍區域。在那時,螺旋狀的密度波和由棒狀結構引起的共振現象,會將外圍區域的氣體轉換成恆星。這幅NGC 1291紅外影像中的紅色環狀結構就是其中一個這樣的共振區域,大量氣體被捕陷在此,從而觸發狂熱的恆星誕生現象。

資料來源:Galactic Wheel of Life Shines in Infrared JPL [ Oct. 22, 2014]

本文轉載自網路天文館


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