哈勃空間望遠鏡顯示草帽星系正在經歷一次合併事件

和狂野西部的亡命之徒一樣，草帽星系盤面的遼闊邊緣可能隱藏了動盪的過去。草帽星系(梅西葉星表編號為M104)從不是適合某個模型的星系。有個有趣發現，它是盤面旋渦星系和足球那樣的橢圓星系的混合體。草帽星系的結構演變歷程變得愈發奇怪，因為來自哈勃太空望遠鏡新證據表示草帽星系是一次重大星系合併的結果，雖然它光滑的盤面沒有跡象表明有重大混亂等。

這個星系微弱的暈圈給出了一些線索。草帽星系的暈圈中遍佈著無以計數的恆星，這些恆星因為是年輕恆星，故富含著重元素(也就是金屬元素)。這樣的恆星通常只會在星系中盤面存在，他們必須通成熟古老的、金屬丰度高的星系合併被擲於暈圈中。標誌性星系在它最近幾年看起來很穩定。草帽星系現在由於周圍沒有別的恆星可以吞噬，以至於看起來是孤立的。這個發現為關於星系如何使他們自己在難以控制的宇宙中聚合起來提供了一個轉變機會。

草帽星系的光環

美國宇航局哈勃太空望遠鏡傳來一個令人驚奇的新資料，他們認為草帽星系盤的光滑、穩定的“邊緣”可能隱藏著一個混亂的過去。在草帽星系巨大的、延伸的光環中，哈勃的敏銳度和敏感度解決了成千上萬的單個恆星，而星系中心以外的區域，通常由較老的恆星組成。這些關於草帽星系最新的觀察正在顛覆著傳統理論，在光環中只顯示出一小部分較老的、缺乏金屬的恆星，還有一些通常只存在於星系盤和中央隆起中的意外的大量富含金屬的恆星。過去主要星系的合併是一個可能的解釋，通過莊嚴的草帽星系來看，沒有一個凌亂的證據表明最近出現過大星系合併。

“草帽星系一直是一個有點奇怪的星系，這正是讓它如此有趣的地方”， 馬里蘭州的巴爾的摩市的空間望遠鏡科學研究所的 Paul Goudfrooij說。“哈勃的金屬丰度測量（恆星中大量的重元素）是另一個跡象，草帽星系上有很多東西來教我們關於星系的組裝和演化。”空間望遠鏡科學研究所的研究院之一Roger Cohen補充道：“哈勃對於草帽星系光環的觀察正在轉變我們對於銀河系的組成和頭部的金屬含量普遍接受的理解。”

長期以來，天文學家和業餘天文愛好者對它明亮的美麗和奇特的結構的喜愛，M104現在在它神奇的故事中開啟了一個新的篇章——富含金屬的恆星的延長的光環幾乎沒有在其他星系的光暈中被觀察到預期的缺乏金屬恆星的跡象。

研究人員對哈勃的資料感到困惑，他們轉向複雜的計算機模型來闡明對於傳統銀河理論的複雜反演的原因。那些結果表明了與銀河系過去的重大合併同樣的令人驚訝的可能性，通過草帽星系雄偉的結構，沒有證據表明最近的混亂。《天體物理學雜誌》刊登了這些不同尋常的發現和可能的解釋。

“缺乏金屬的恆星的不存在是一個大驚喜”，Goudfrooij說，“富含金屬恆星的豐富只是增加了神祕感”。

相比於星系主盤中擁擠的恆星群，天文學家期望在星系的光暈中，找到含有更少重元素、即金屬的早生代恆星。元素通過恆星的“生命迴圈”過程而產生。

一個星系的恆星經歷這一迴圈的時間越長，氣體中的元素會更加豐富，因由該氣體而形成的星體金屬丰度也會更高。

傳統觀點認為，這些年輕的、高金屬丰度的恆星通常在星族稠密的星系主盤中被發現。由於許多年長、缺乏金屬的球狀星團的存在，事實並非如此簡單。

這些更年長的貧金屬星，被認為最終會擺脫它們所在的星團，變成普通恆星光暈的一部分，但是這個過程在草帽星系中，似乎是低效的。

科研小組將他們的科研成果，與近期用電腦模擬的結果進行比較，以探究在草帽星系星環中金屬丰度測試未曾預料到的結果的成因。

通過對比得到的結果與預期大相徑庭，證明平靜的草帽星系在十億年前便經歷過大型堆積或者合併。

與我們銀河系被認為在數十億年前吞併許多小型衛星星系的所謂“較小”的吸積過程並不相似，一場大型的吸積，是那些含有兩個或以上，富含較晚形成的、高金屬丰度的星體的大量相似星系的合併。

這些衛星星系僅僅含有那些大部分氫與氦是於大爆炸時產生的低金屬丰度的恆星。

較重的元素要通過星球內部的核合成形成，然後融入到下一代的恆星中去。

這個過程在那些圍繞著我們的銀河系的矮星系中更加低效，而在那些更大且發展程度更高的星系中，會更加有效。

研究“草帽”星系的結果讓人驚訝不已，因為其星系盤光滑，並無任何破裂跡象。相比之下，眾多相互作用的星系，像標誌性的觸角星系，就由於相互作用產生的潮汐力而形成旋臂，並因此扭曲的外形而得名。通常情況下，體積相似的巨大星系如果要合併，會結合成光滑的大型橢圓星系，並具有擴充套件光暈，而這一過程會花費數十億年的時間。但不論是關於螺旋星系的傳統定義還是關於橢圓星系的傳統定義，“草帽”星系都與之絲毫不符，它是介於兩者之間的混合體。

針對這個專案，研究隊伍主要是因為“草帽”星系獨特的形態而選擇它。他們想要弄清楚像這樣的“混合體”星系是如何隨著時間的流逝而形成與彙集的。後續關於光暈金屬度分佈的研究會在幾個與“草帽”星系距離相似的星系間進行。

這個研究團隊期待未來的觀測站能夠繼續研究“草帽”星系讓人意想不到的特性。

廣域紅外勘測望遠鏡的視野是哈勃太空望遠鏡的100倍，它能夠捕捉到該星系光暈的連續影像，同時還能用紅外光發現更多的星星。詹姆斯·韋伯太空望遠鏡也將因其與哈勃類似的解析度和更強的靈敏度而具有重要價值。

哈勃太空望遠鏡是美國國家航空航天局和歐洲航天局國際合作的一個專案。位於馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心負責管理這臺望遠鏡。位於馬里蘭州巴爾的摩市的太空望遠鏡科學研究所負責實施哈勃科學行動。該科學研究所由位於華盛頓特區的大學天文研究協會為美國國家航空航天局運營。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.啊啵呲嘚efg，覆水，Serendipity，&孟陬十一-hubblesite