金屬匱乏,冷氫充盈,躲貓貓星系還有什么特性等待發(fā)掘
年輕星系卻具有老年星系特征,躲在恒星背后偶然被發(fā)現(xiàn),這是什么樣的奇特星系?

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在這個星系從一顆快速移動的恒星后面出現(xiàn)后對其進(jìn)行了快速成像。這個星系--恒星右側(cè)的模糊藍(lán)色斑塊,現(xiàn)在被稱為“躲貓貓星系”--奇怪之處是它存在重金屬匱乏。圖片來自NASA/ ESA/ 和Igor Karachentsev(SAO RAS)/。圖像處理:Alyssa Pagan(STSCI)。

從恒星背后浮現(xiàn)的躲貓貓星系
他們發(fā)現(xiàn)在一個一顆明亮的前景星的強光背后偷偷摸摸出現(xiàn)了一個小星系。躲貓貓星系處在距離地球2000萬光年的位置,這個距離相對來說比較近。但是它的特征又很像處于遙遠(yuǎn)位置宇宙早期的星系。這個小星系HIPASS J1131-31 的直徑僅有1200光年—與我們的母星系銀河系的100000光年相比較—并得到一個昵稱“躲貓貓”,因為它在過去的50-100年間從一顆快速移動的恒星背后出現(xiàn),而這顆恒星曾把它遮擋在視線之外。

這個發(fā)現(xiàn)來自于地面和太空中的望遠(yuǎn)鏡的共同努力。這也包括了美國國家航空航天局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的確認(rèn)。這些研究共同顯示了誘人的證據(jù),躲貓貓星系是大爆炸后不久,即138億年前通常發(fā)生的星系形成過程的最近的例子。
馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡研究所的加甘迪普·阿南德是關(guān)于躲貓貓星系的耐人尋味的特征新研究的共同作者。他說到:“探索躲貓貓星系就像發(fā)現(xiàn)了一個直通過去的窗口,這使得我們可以在細(xì)節(jié)水平上研究它的極端環(huán)境和恒星,而這是在遙遠(yuǎn)的早期宇宙中無法接觸到的?!?/p>
一個極度缺乏金屬的星系
天文學(xué)家將像躲貓貓星系這樣的星系描述為極度缺乏金屬(XMP)。在天文學(xué)中,金屬指的是所有比氫和氦更重的元素。非常早期的宇宙幾乎完全是由大爆炸中產(chǎn)生的原始?xì)浜秃?gòu)成的。在宇宙歷史的進(jìn)程中,恒星鑄造了更重的元素,而這些形成了我們今天所處的普遍富含金屬的宇宙。我們所知的生命是由碳、氧、鐵和鈣等元素構(gòu)成的。

雖然宇宙最早的星系默認(rèn)是極度缺乏金屬的,但是天文學(xué)家們在我們?nèi)缃竦挠钪姘l(fā)現(xiàn)了金屬匱乏星系。躲貓貓星系能引起天文學(xué)家們的注意的原因不僅僅是因為它是一個沒有大量老年恒星的極度缺乏金屬的星系,更是因為它距離地球僅僅2000萬光年,而這一距離至少是之前發(fā)現(xiàn)過的年輕匱金屬星系距離的一半。
關(guān)于躲貓貓星系的發(fā)現(xiàn)
貝貝爾-科里巴斯基首次探測到躲貓貓星系是一片充滿冷氫的區(qū)域。那是20多年前在澳大利亞帕克斯射電望遠(yuǎn)鏡Murriyang,在HI帕克斯全天空調(diào)查時發(fā)現(xiàn)的??评锇退够请`屬于澳大利亞國立科研機(jī)構(gòu)澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織的一名天文學(xué)家,并且也是與躲貓貓星系的金屬性相關(guān)的最新研究的共同作者。美國航空航天局的天基銀河演變探測器任務(wù)的遠(yuǎn)紫外線觀測顯示,它是一個緊湊的藍(lán)矮星系。科里巴斯基說:
“最初我們并沒有意識到這個小星系有多么的特殊。而現(xiàn)在根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡,南部非洲大型望遠(yuǎn)鏡(SALT)和其他望遠(yuǎn)鏡共同取得的數(shù)據(jù),我們得出躲貓貓星系是目前已知的最缺乏金屬的星系。”

對星系的仔細(xì)觀察
美國航空航天局的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡有能力觀測到這個小星系中的約60顆恒星。幾乎所有的恒星看起來都只有幾十億歲或者更年輕。為了使圖景更加完整,南部非洲大型望遠(yuǎn)鏡對躲貓貓星系的金屬性進(jìn)行了測量。這些工作結(jié)合在一起最終揭示了躲貓貓星系和目前宇宙中其他星系的主要不同點。在我們本地宇宙中的星系通常都會有幾十億歲的古老恒星。而躲貓貓星系里的恒星則表現(xiàn)出該星系是我們在本地宇宙有史以來觀測到的最年輕和化學(xué)富集度最低的星系。這是非常不同尋常的,尤其是因為我們的本地宇宙已經(jīng)有了大約130億年的宇宙發(fā)展歷史。

然而,這副圖景所展示的仍然十分淺顯。阿南德解釋說,哈勃的觀測是作為“快照”調(diào)查項目的一部分進(jìn)行的,這個項目被稱為“每個已知的近距離星系調(diào)查”。這項調(diào)查就是為了盡可能多的獲得鄰近星系的哈勃數(shù)據(jù)。研究小組打算使用哈勃和詹姆斯韋伯望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)去做關(guān)于躲貓貓星系的更深層次的研究。他們希望能更多地了解其恒星群和金屬構(gòu)成。阿南德說到:“由于躲貓貓星系離我們很近,我們可以進(jìn)行詳細(xì)的觀察,而這為我們看到類似于早期宇宙的環(huán)境提供了前所未有的可能性”。

通過哈勃太空望遠(yuǎn)鏡得到的躲貓貓星系的“近照”。它的官方名稱是HIPASS J1131-31。 圖片來自NASA/ ESA/ 和Igor Karachentsev(SAO RAS)/。圖像處理:Alyssa Pagan(STSCI)。
總的來說,從一顆快速移動的恒星后面出現(xiàn)而被發(fā)現(xiàn)的躲貓貓星系,其金屬含量極低,而且它在宇宙中的距離并不像天文學(xué)家預(yù)期的那樣遠(yuǎn)。
BY:EarthSky Voicesand
FY: zekki
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