哈勃拍摄庆祝美国国庆的矮星系Kiso 5639

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2016-07-11 08:36:06 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:2347次 ]

原文标题:Hubble Reveals Stellar Fireworks in 'Skyrocket' Galaxy

原文作者:Debra Elmegreen,Mathias Jäger;Donna Weaver,Ray Villard

来自:哈勃官网; 发表时间:2016.6.28

翻译:gohomeman1  审校:数星星的猫(编译版权所有,未经许可请勿转载)

2016.6.28:当美国人民观赏7.4国庆的美丽焰火表演时,另一场宇宙焰火表演正在一个邻近的小星系上演。一个恒星焰火正在小星系Kiso 5639的一端燃烧,这个矮星系的外形就像个薄饼,但因为侧面朝向我们,看起来更像一个冲天流星,有着明亮的灿烂头部和长星系的一端。

哈勃WFC3拍摄的Kiso 5639。大图:884KB,版权:NASA、ESA;下同。

上图为哈勃第三代广域相机(WFC3)拍摄的该星系各个波段的图像,基本自然配色:225纳米(nm)、336nm的紫外光,紫色;438nm的蓝光,蓝;547nm的黄绿光,绿;606nm的橙光,白(亮度信息);675nm的氢发射线(H-α),橙;814nm的近红外光,红。Kiso 5639位于北天的大熊座,天球坐标:赤经11时41分07.49秒,赤纬+32° 25' 37.2"。

焰火并非仅在地球上空闪亮。美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)合作的哈勃太空望远镜,已经拍摄到一个小星系中爆出的恒星焰火,就像7.4的美国国庆的流星烟火。

一个恒星焰火正在小星系Kiso 5639的一端燃烧,这个矮星系的外形就像个薄饼,但因为侧面朝向我们,看起来更像一个冲天流星,有着明亮的灿烂头部和长长的布满恒星的尾巴。

Kiso 5639是邻近宇宙中罕见的瘦长形星系,但它们在早期宇宙中却很常见。天文学家猜测,疯狂的造星运动(星暴)肇因于星系穿过太空时,星系际气体如雨般落在星系的一端。

研究报告首席作者、纽约州波基普西市(Poughkeepsie)瓦萨学院的Debra Elmegreen(女)解释道:“我认为Kiso 5639是个美丽的近距离样本,它们曾经在古老的过去普遍存在。当前主流认为,早期宇宙中的星系通过吸积周围的气体而长大。这是所有的大型星系,包括我们银河系在内,在其成长历史必然要经历的阶段。”

类似哈勃超级深空场(HUDF)等的观测揭示,早期宇宙中大约10%的星系是瘦长形的,它们统称为“蝌蚪”星系。但对邻近宇宙的研究仅找到少量的此类不规则星系,包括本例的Kiso 5639。然而,这些正在诞生恒星的邻近蝌蚪星系,其发展远远落后于周边的同侪,它们都已经扩展了数十亿年,许多已成为今天所见的大型旋涡星系。

Elmegreen使用哈勃第三代广域相机(WFC3)获取Kiso 5639的细节图像。通过不同滤光波段的图像,把光分解为对应的特征光谱,从而获得更多的信息。哈勃的精细分辨率帮助Elmegreen和她的团队分析星系中巨大的星暴团块,确定星团的质量和年龄。

本国际研究团队从10个邻近蝌蚪星系的光谱巡天中,选中了Kiso 5639进行分析。这个巡天由加纳利群岛天文研究所的J. Sánchez Almeida团队使用帕拉玛岛(La Palma)的加纳利大型望远镜实施的。观测显示,在大多数的此类星系中,包括Kiso 5639在内,气体组分并不一致。

PDF插图,星系所在天区的广域大图。星系本身是图像中央短短的蓝色粗短状天体,图像下方有一对正处于相互作用的星系(务必下载大图看)。大图:86.2MB

分析表明,星系头部的明亮气体中包含重元素(天文学称为“金属”,实际上指除氢氦外的一切元素,译注),比如碳和氧,比星系其余部分的含量少。恒星主要由氢氦组成,但还含有或多或少的重元素(译者实在不喜欢金属这个说法)。随着恒星老去死亡,其制造的重元素将释放到星际空间,使周围气体的重元素含量提高。

Elmegreen继续解说:“星系头部的金属含量更低,意味着很可能是单一的主要由氢构成的气体,撞入了星系头部。因为星际气体基本由富含原始氢的气体组成。否则的话,星暴区域(因为大量的超新星爆发,)理应重元素含量比其余区域高。”

哈勃提供了星系狂暴产星的细节:太空望远镜揭示在星系头部的恒星孕育区,宽约2700光年,其中有几十个年轻星团。这些星团的年龄甚至小于100万年,而质量约为星系其他区域的3~6倍。星系的其余区域也有恒星诞生现象,但规模小得多,而那里的星团年龄在数百万到一、两千万年之间。

团队成员、纽约州约克镇高地市(Yorktown Heights)IBM托马斯·沃森(Thomas J. Watson)研究中心Bruce Elmegreen(兄妹团队?)接着说:“就一个微型星系而言,本例中星系头部的恒星形成率远远超过了你我的预期。我们认为,贫氢气体的持续吸积过程触发了星暴;要不然,它该是一个安静的矮星系。”

哈勃观测还显示,在小星系正在星暴的头部,有多个巨大的贯穿性孔洞。这些空腔使得星系头部就像瑞士奶酪一般,它们是其中的多个超新星爆发造成的——就像礼花在空中绽放,爆发在稀薄的超热气体中雕刻出孔洞。

Kiso 5639离我们约8200万光年,需要十亿年计的时间以发展成长,因为它正漂泊在宇宙的一片孤立“沙漠”中,那里缺少气体。

那么是什么点燃了这个死水般的星系,使得它剧烈地孕育恒星呢?根据德国海德堡大学天文中心 Daniel Ceverino及其同事的计算机模拟,大约在不到100万年之前,这个星系的头部突然撞上了一条星系际气体束,大团物质从气体纤维束中落入星系,点燃了星星之火。

Debra Elmegreen预期在未来,星系的其他部分将加入这场恒星烟花秀(我们是没希望看到了,译注)。她总结道:“随着星系的旋转,Kiso 5639的其余部分将浸泡到气体束中,获得新气体注入,从而点燃另一波星暴焰火。”

研究团队研究成果已经被《天体物理学报》接受,即将发表。团队其他成员:加纳利群岛加纳利天文研究所的Casiana Muñoz-Tuñón、Mercedes Filho,英国圣安德鲁斯大学的Jairo Mendez-Abreu,美国威斯康辛大学麦迪逊分校的John Gallagher,马里兰州格林贝尔市戈达德太空飞行中心的Marc Rafelski。

Tags:哈勃 WFC3 国庆 星暴 Kiso5639

责任编辑:gohomeman1

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