[圖文]確定NGC 6872為迄今已知最大的漩渦星系
下圖為一張巨型棒旋星系NGC 6872的多波段合成圖像,其中可見光波段數據來自歐洲南方天文台甚大望遠鏡,遠紫外數據(λ=1528Å)來自美國宇航局星系演化探測器(GALEX),紅外數據(λ=3.6μm)來自美國宇航局的斯皮策空間紅外望遠鏡。在圖像中,可以看到只有在紫外波段才顯現出來的一個潮汐矮星系(圖中圈出),顯示其內部有大量新生恆星形成。IC 4970是一個正與星系NGC 6872發生相互作用的盤星系,在圖像中其位於NGC 6872星系盤面中央位置上方。整個NGC 6872星系最長延伸超過52.2萬光年,相當於我們銀河系的5倍,從而使其成為迄今已知最大的漩渦星系
長期以來,棒旋星系NGC 6872一直被認為是最大的星系之一。最近,一個由來自美國,智利和巴西的天文學家們組成的研究小組利用美國宇航局星系演化探測器(GALEX)和其它探測項目的歷史存檔數據,最終確認其為迄今所知最大的漩渦星系。GALEX探測器目前由加州理工學院負責運行。
如果測量從其兩條向外延伸的旋臂,從一頭到另一頭的長度,那麼星系NGC 6872的延伸範圍超過52.2萬光年,這幾乎相當於我們銀河系直徑的5倍以上。該項研究的第一作者,美國宇航局戈達德空間飛行中心研究助理,同時也是美國天主教大學博士生的拉斐爾·埃弗拉索(Rafael Eufrasio)表示:「如果不是GALEX探測器擁有可以探查那些年輕高溫恆星的紫外波段觀察能力,我們便根本不可能有機會清楚識別出這個龐大系統的邊界。」本週四,拉斐爾在加州長灘舉行的美國天文學會會議上向與會者提交了相關研究報告。
星系NGC 6872之所以擁有如此奇特的形態,主要是因為與一個比它自身要小得多的星系的相互作用,那就是IC 4970,後者的質量僅有NGC 6872的大約1/5。這對奇特的組合距離地球約2.12億光年,位於南天的孔雀座之中。
天文學家們認為像我們所在的銀河系這樣的大型星系是在長達數十億年的漫長歲月中通過不斷吞併無數的周邊較小型的星系而不斷成長壯大的。然而有意思的是,星系NGC 6872和IC 4970之間的相互作用卻似乎正在產生相反的結果,那就是產生新的小型的矮星系。
研究組成員,天主教大學天文學教授杜拉·梅洛(Duilia de Mello)表示:「星系NGC 6872東北側的一根旋臂是受到擾動最大的,那裡正發生劇烈的恆星新生過程。然而在其只能在紫外波段觀測到的最遠端,這裡存在的是一個看似潮汐矮星系的天體,這一天體與在其它正發生相互作用的星系環境中也曾被觀察到。」這種潮汐矮星系在紫外波段觀察時要比整個星系的其它部分更加明亮,這是一個信號,說明其內部充斥著年齡小於2億年的年輕的高溫恆星。
研究人員調用了大量歷史存檔數據,包括歐洲南方天文台甚大望遠鏡,2微米巡天項目,美國宇航局所屬的斯皮策空間望遠鏡以及星系演化探測器(GALEX)的歸檔數據資料。
通過對不同波段能量分佈的考察,研究小組發現沿著該星系的兩條常常的旋臂上存在一種獨特的恆星年齡模式。其中最年輕的恆星都分佈在一根西北方向的旋臂遠端,位於潮汐矮星系的範圍內部,而越是接近星系核心位置,在這些區域的恆星年齡也便越老。在西南方向的旋臂上也可以觀察到相似的情況,這說明這個星系中的恆星新生情況可能受到了兩個星系相互撞擊的影響。
早在2007年,瑞典昂薩拉空間天文台的卡錫·霍瑞羅(Cathy Horellou)和澳洲國家望遠鏡設施的巴貝爾·科瑞巴爾斯基(Baerbel Koribalski)便已經開發出一種計算機模擬程序,其可以模擬出兩個星系相撞的情形,並得到和我們今天所觀察到相似的結果。根據其中最接近的模擬,星系IC 4970在大約1.3億年之前到達與星系NGC 6872之間的最近距離上,並沿著幾乎和後者的星系盤位於相同平面上的路徑前行,且其行進方向也恰好與後者的自轉方向相一致。此次的這一研究結果與2007年的這項模擬結果是相一致的。
由於兩者都是棒旋星系,NGC 6872內部含有一根棒狀結構,其代表的是星系從旋臂向核心過渡的區域。這個棒狀結構半徑約2.6萬光年,相當於其周邊其他棒旋星系核區棒狀結構平均長度的幾乎兩倍,這一點讓這個龐然大物受益良多。
研究小組在這個核區棒狀結構中尚未觀察到恆星新生的跡象,這說明其形成年代距今至少已有數十億年之久。其內部所含有的老年恆星就像是一顆顆活化石,保留著星系NGC 6872在與IC 4970發生相撞之前的恆星成員。
另一位研究小組成員,美國宇航局戈達德空間飛行中心的天體物理學家艾利·德威克(Eli Dwek)表示:「瞭解類似這種處於相互作用過程中案例的結構和動力學知識讓我們朝著將它們置於更恰當宇宙學位置之上的目標更近了一步,從而鋪平了破解那些更加年輕,更加遙遠星系系統之謎的道路。」
研究組的成員中還包括了來自巴西聖保羅大學以及歐洲南方天文台的成員。星系演化探測器(GALEX)項目由美國加州理工學院領銜,其具體負責該探測器的科學運行和數據處理。美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)負責項目管理並製造了探測器搭載的科學載荷。