天文學家發現「侏羅紀時期」遠古合併小星系

 

    據美國科學日報報道，日前，天文學家在宇宙星系「後花園」裡發現「史前生命」：兩對較小的遠古星系等待100億年後才結合在一起。這些「晚熟」的星系將形成一個更大的橢圓形星系。

    這些矮星系距離地球數十億光年，因此當前與它們的時間相差數十億年。這些星系位於31號希克森緻密星系群中。目前，美國宇航局哈勃太空望遠鏡拍攝的這兩對星系為天文學家研究宇宙形成期年代的確定提供了很好的數據，這一時期較小星系結合形成較大星系的現象較為普遍。

    幾十年來，天文學家就掌握了矮星系彼此具有重心牽引力，這種典型的螺旋狀星系可以像太妃糖一樣延伸，形成較長的氣體和灰塵流。哈勃望遠鏡觀測到的最明亮物體實際上是兩個碰撞星系，這個完整的星系體系狀態是顏色發紅的恆星大爆炸，它們是當星系崩潰形成恆星氫氣被壓縮時引發的。

    這項哈勃觀測結果為研究星系群相互作用提供了重要線索，使天文學家能夠預測未來什麼時候星系發生合併。負責這項研究的西安大略湖大學天文學家薩拉-加拉赫(Sarah Gallagher)說：「我們發現迄今最古老的球狀恆星團，其歷史可追溯至100億年前。多數其它類似的星系在數十億年前就發生交互作用，但當前探測到的這些星系僅是第一次發生交互合併。它們的交互合併僅開始了幾百萬年，這一時間僅是宇宙歷史的一瞬間。」

    天文學家觀測該星系群發現了一群嬰兒恆星簇和充滿恆星誕生的區域，該區域富含氫氣，這是構成恆星的主要物質。薩拉和她的研究小組使用哈勃望遠鏡高級勘測攝像儀探測到最年輕和最明亮的恆星簇，這便於他們計算恆星簇的年代，跟蹤這些恆星的形成歷史，並確定處於星系合併最後階段的星系。

    這項研究分析還得到了美國宇航局斯皮策空間望遠鏡的紅外線觀測數據，以及星系進化勘測儀(GALEX)和美國宇航局「雨燕」衛星的紫外線觀測數據。這些數據將幫助天文學家測量該體系內恆星形成的總數量，薩拉強調稱，哈勃望遠鏡可以清晰地探測個別恆星簇，這有助於我們測定恆星簇的年代追溯。

    目前，哈勃望遠鏡觀測到的這些最明亮恆星簇，每個恆星簇包含至少10萬顆恆星，每顆恆星的年代不足1000萬年。它們依靠大量的宇宙氣體維持生存，氣體數量的測量結果顯示僅消耗很小部分的氣體，31號希克森緻密星系群中包含的氫氣數量是銀河系的5倍。

    薩拉說：「這是一個清晰的處於合併狀態的星系群，這是因為我們發現大量的氣體混合其中，這些星系非常小，其體積相當於大麥哲倫星雲，它是銀河系的衛星星系。基於之前研究中勘測的速度顯示，它們彼此間相對移動非常緩慢，僅有60公里/秒。因此很難想像這個系統在未來數十億年裡作為單個的橢圓星系如何合併在一起。」

    研究成員之一的美國揚斯敦州立大學的帕特-德雷爾(Pat Durrell)強調稱，這4個較小的星系非常緊密地結合在一起，彼此間僅有7.5萬光年，我們可以將這些數據匹配於銀河系。

    31號希克森緻密星系群是加拿大天文學家保羅-希克森(Paul Hickson)勘測的100個緻密星系群之一。這項最新研究發表在2月份出版的《天文學雜誌》上。