? 哈勃對(duì)仙女座的數(shù)據(jù)觀測(cè)和新的研究發(fā)現(xiàn)仙女座和銀河系的氣態(tài)光暈已經(jīng)跨越了恒星盤之間250萬光年的空間，仙女座的數(shù)據(jù)可以用來給銀河系數(shù)據(jù)提供背景信息，并幫助我們理解我們所看到的東西。

星系已經(jīng)夠大了，數(shù)十億到數(shù)萬億的恒星圍繞著一個(gè)超大質(zhì)量黑洞旋轉(zhuǎn)著。不過這并不是星系的全部“控制范圍”：距離主恒星群很遠(yuǎn)的地方，有一個(gè)大的球狀光暈圍繞著星系，有點(diǎn)兒像星系的大氣層。

哈勃望遠(yuǎn)鏡對(duì)我們鄰近星系——仙女座星系的觀測(cè)展示了這些光暈有多大。據(jù)一項(xiàng)新研究顯示，仙女座星系與銀河系的氣態(tài)星系暈已經(jīng)跨越了兩星系盤間250萬光年的距離“相遇”了。

如果夜晚看得到仙女座星系的星系暈，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)它竟有滿月視直徑的100多倍大小。

上圖為仙女座星系星系暈的星空攝影。圖源：NASA, ESA, DePasquale and E. Wheatley【空間望遠(yuǎn)鏡研究所】and Z. Levay.

僅憑我們的雙眼當(dāng)然不可能看到它，這時(shí)就得靠哈勃望遠(yuǎn)鏡了。而對(duì)仙女座星系星系暈的最新研究會(huì)幫助我們認(rèn)識(shí)這個(gè)星系的過去，也借此理解星系演化的過程。

“認(rèn)識(shí)星系周圍的超大氣態(tài)光暈是極其重要的?！?，耶魯大學(xué)天體物理學(xué)家薩曼莎·貝瑞克這樣認(rèn)為。

“這個(gè)氣體倉庫不僅儲(chǔ)蓄有星系中未來恒星形成所需的’養(yǎng)料’，還含有超新星爆發(fā)等事件外流出的‘養(yǎng)料’。那里充滿著星系過去與未來演化的線索，我們終于可以在銀河系近鄰中對(duì)它進(jìn)行非常詳細(xì)的研究了?！?/p>

仙女座星系與銀河系相似，都是旋渦星系，兩者有著相近的大小和質(zhì)量，恒星形成率都相對(duì)較低（相比之下銀河系稍微高些）。

上圖左為仙女座星系，右為銀河系藝術(shù)設(shè)想圖。圖源：Wikipedia.

我們無法輕易地認(rèn)識(shí)銀暈，因?yàn)槲覀兩硖幤渲?。所以，?duì)仙女座星系星系暈的研究或許能為研究銀暈提供一些視角。

上圖為當(dāng)前研究下銀河系基本結(jié)構(gòu)示意圖。

圍繞在星系周圍的彌散球狀氣體和等離子體很難被探測(cè)到，圣母大學(xué)的尼古拉斯·萊納研究團(tuán)隊(duì)因此將目光轉(zhuǎn)向遙遠(yuǎn)的類星體身上。

類星體是一類極其活躍的活動(dòng)星系核，超大質(zhì)量黑洞在其中心吸積大量的物質(zhì)，并以噴流的形式向外輻射能量，是宇宙中最明亮的一類天體。

上圖為仙女座星系星系暈及背景類星體。圖源：NASA, EASA, and E. Wheatley/空間望遠(yuǎn)鏡研究所

夜晚，仙女座星系背景下的類星體發(fā)出紫外光并穿過星系暈，部分被其中的氣體吸收。科學(xué)家們利用哈勃望遠(yuǎn)鏡宇宙起源光譜儀對(duì)紫外光進(jìn)行光譜觀測(cè)，憑借光譜吸收特征能夠得知星系暈中含有哪些元素。

一些年前，雷曼團(tuán)隊(duì)用這種方法以六個(gè)類星體為樣本觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)仙女座星系的星系暈竟比我們之前所想的大出好多。

如今，他們對(duì)43顆類星體進(jìn)行了光譜觀測(cè)，并在仙女座星系的周圍空間中探測(cè)到氧、硅、碳的離子化氣體。通過研究這些氣體的分布狀況，他們不但能描繪星系暈的范圍，更能分辨出其結(jié)構(gòu)特征。

上圖為哈勃望遠(yuǎn)鏡測(cè)定仙女座星系星系暈大小的方法示意圖。通過判斷某特定波長(zhǎng)下的光是否有吸收來界定星系暈范圍。圖源：NASA, ESA, and A. Feild (空間望遠(yuǎn)鏡研究所)

研究人員發(fā)現(xiàn)該星系暈距星系中心有130萬到185萬光年。在該星系暈中，他們探測(cè)到超新星爆發(fā)期間形成并拋灑到太空的超重元素，并發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)不同的氣體殼層，一個(gè)嵌套在另一個(gè)之中。

萊納說：“我們發(fā)現(xiàn)延伸了大約50萬光年的內(nèi)殼層更加復(fù)雜，更加具有變化性，而外殼層更平滑且溫度更高。這種差異可能是星系盤中的超新星活動(dòng)作用對(duì)內(nèi)層星系暈的影響更為直接導(dǎo)致的。

類星體也曾被用來探測(cè)銀暈，但考慮到結(jié)果很難解釋，研究?jī)r(jià)值有限。不過現(xiàn)在，仙女座星系的數(shù)據(jù)能為銀河系數(shù)據(jù)提供參照，幫助我們理解所見之物。

這項(xiàng)研究也能幫助我們更好地理解星系并合事件，特別是目前依然非常神秘的早期階段。銀河系和仙女座星系將在幾十億年以后并合，不過有趣的是，若通過它們的星系暈判斷，或許這場(chǎng)并合已經(jīng)開始了。

上圖為約37.5億年后仙女座星系與銀河的夜空設(shè)想圖。圖源：Wikipedia.

萊納說：“這確是一個(gè)獨(dú)特的嘗試，因?yàn)橹挥薪柚膳窍?，我們才能獲得超過40個(gè)視線方向的星系暈信息，而在銀河系外捕捉星系暈的復(fù)雜性質(zhì)的這一嘗試是極具開創(chuàng)性的?！?/p>

該研究成果已在天體物理學(xué)雜志發(fā)表。

作者: MICHELLE STARR

FY: 蘭陵花

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