哈勃观测来自洪荒宇宙的两个矮星系

[ 录入者:gohomeman1 | 时间:2016-08-15 23:04:37 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 | 浏览:2711次 ]

原文标题: Hubble Uncovers a Galaxy Pair Coming in from the Wilderness

原文作者:Erik Tollerud;Donna Weaver,Ray Villard

来自:哈勃官网; 发表时间:2016.8.11

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

2016.8.11:早期宇宙中的星系比我们今天的银河系小得多,但极为迅速地炮制大量恒星。它们通过与其他矮星系的合并,最终成长为我们今天看到的壮丽的旋涡星系或大型椭圆星系。不过天文学家借助哈勃望远镜,发现了两个错过恒星舞会的小星系:几十亿年以来,双鱼座A和双鱼座B矮星系被冷落在广袤的宇宙荒漠中,因为严重缺乏气体而不能为制造恒星提供原料。

哈勃ACS拍摄的双鱼座A、B矮星系。大图:2.5MB,版权:NASA、ESA,研究者团队;下同。

两张图像由哈勃高级巡天相机(ACS)的广域通道(WFC)拍摄,其中双鱼座A摄于2014.10.30,曝光2132秒,滤光通道如下:606nm(纳米)的橙红光,配色青;814nm的红外光,红。双鱼座B,摄于2014.11.8,2092秒,配色相同。

美国宇航局(NASA)和欧洲空间局(ESA)拍摄了两个微型星系,它们刚从广大的宇宙荒漠移居到邻近挤满星系的“大都市”。在沉寂了数十亿年后,它们准备好了参与星暴焰火的舞会。

马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科研所,本项目首席研究员Erik Tollerud 介绍说:“这些哈勃图像拍摄的当今的矮星系,但看起来却像宇宙早期的星系。研究这些和其他类似的星系,能够提供矮星系形成和演化的进一步线索。”

哈勃观测暗示,这两个编号双鱼座(Pisces)A和双鱼座B的星系,属于演化中的落伍者,因为它们的绝大部分生命都浪费在本域泡(Local Void,与本星系群、本星系团等对应)中了,这个庞大的空腔(就在本星系群旁)宽达1.5亿光年,空空荡荡罕有星系的存在。

哈勃拍摄的双鱼座A,大图:16.4MB

在巨大的星系都市(本例中主要是本星系团)引力的持续牵引下,这两个孤独的星系终于进入充满稠密气体的拥挤地区。星系穿过富含气体的环境时,气体像雨一样落入,触发了恒星诞生潮。另一种情形是它们可能遭遇过气体丝,压缩了星系中的气体并点燃了星暴。根据这两个星系所在的位置,Tollerud团队断定它们位于稠密气体丝的边缘,每个星系都包含大约含有千万恒星。

矮星系是构建大型星系的积木块,在几十亿年前的早期宇宙中它们逐渐建成大星系。而本例中的两个星系,其绝大部分时间都居住在严重缺乏星系的大型空间荒漠中,躲过了繁忙的星系建筑期。

Tollerud 继续解说:“可能这2个星系的绝大部分历史都在本域泡中。假如这是真的,空泡的环境将明显延缓它们的演化。长居于空腔的证据就是,相比于同类的矮星系,它们含有更多的制造恒星的原料——氢。比起那些富含气体的同时代星系,它们看起来又保持了更多的原始成分,这是因为它们的恒星形成历史很少。与我们附近正在形成恒星的矮星系对比,它们显得又安静又致密。”

顾名思义,矮星系又暗又小,因此发现它们很难。天文学家在一个使用射电望远镜对银河系进行氢含量的独特巡天中,辨识出了它们。该巡天中发现了上千个小型的 稠密氢气团,其中大部分是银河系中的氢云,但天文学家鉴别出其中的30—50个可能是星系。研究者使用亚利桑那州的WIYN 3.5米望远镜(WIYN是四家出资者的缩写:威斯康辛大学、印第安纳大学、耶鲁大学、国立光学天文台),在可见光波段研究了其中15个最有希望的候选 者。基于那些观测,Tollerud团队选取了2个最可能为邻近星系的对象,提交哈勃的高级巡天相机(ACS)进行分析观测。哈勃的锐眼帮助天文学家确认,这两个都是矮星系,它们就是双鱼座A和B。

哈勃拍摄的双鱼座B,图中其他的星系都是遥远的背景星系,大图:17.4MB

哈勃望远镜是研究邻近的暗弱矮星系的最适当选择,因为它的高分辨率能够把它们解析为一颗颗恒星,帮助天文学家估算星系的距离。距离对于测算星系的亮度很重要;本案还用于计算它们离本域泡有多远。本例中双鱼座A离地球约1840万光年,而双鱼座B约2900万光年。

天文学家通过对2个星系中恒星的颜色分析,追踪其恒星诞生历史。两者都含有20-30颗明亮的蓝巨星,它们非常年轻,还不到1亿岁(准确的说,这类恒星根本活不到1亿年,译注)。Tollerud由此估计,不到1亿年前,它们的产星速率翻倍。最终,如果它们成为一个巨型星系的伴星系,其产星速率将再次下降。

Tollerud 总结道:“这种星系甚至会完全停止恒星的制造,因为它们可能不再能获得气体,其剩余气体终将耗尽。不过我们现在很难说清这将在何时发生,所以合理推测是,产星速率至少会提高一段时间。”

Tollerud 团队希望用哈勃观测其他的类似星系。他还计划在全景式望远镜巡天和快速反应系统(又名泛星计划,缩写Pan-STARPS)的数据中寻找潜在的此类矮星系。未来的广域巡天望远镜,比如中国的大型射电望远镜(贵州平塘的FAST,译注)和智利的大型综合巡天望远镜(LSST),将会发现更多的此类微型星系邻居。

背景资料,本域泡的三维分布示意,图中数字的单位是百万光年,以银河系为中心,星系团如纤维网状分布,蓝线就表示本域泡,蓝虚线为其北部范围,绿虚线为南部范围。

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