星系在星系團(tuán)的“星際穿越”剝離了氣體
通過使用非常大型望遠(yuǎn)鏡(VLT)的多單元分光鏡探測器(MUSE),歐洲航天局的天文學(xué)家對(duì)宇宙天體的碰撞現(xiàn)象進(jìn)行了細(xì)致觀測,觀測的結(jié)果揭示了星系在星系團(tuán)發(fā)生沖撞的奧秘。一個(gè)遙遠(yuǎn)的螺旋星系跌入了星系團(tuán),在沖入星系團(tuán)的過程中,星系持續(xù)地剝離了自身的氣體,大量失去了構(gòu)造恒星的氫氣體材料,缺少氫氣體的星系意味著煉制恒星能力的下降,星系將會(huì)提前進(jìn)入“風(fēng)燭殘年”的老年演變期。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了星系沖入星系團(tuán)的演變現(xiàn)象,對(duì)星系團(tuán)內(nèi)部碰撞現(xiàn)象的研究找到了線索,為何在星系團(tuán)內(nèi)部出現(xiàn)了恒星停止生產(chǎn)的現(xiàn)象?人們現(xiàn)在有了深入的認(rèn)識(shí)。
MUSE不是取名于希臘神話的“繆斯”一詞,它是一種可見波段的新型觀測儀器,標(biāo)準(zhǔn)成像觀測儀器都難以發(fā)現(xiàn)一些天文現(xiàn)象,MUSE則彌補(bǔ)了標(biāo)準(zhǔn)成像觀測儀的不足,為天文學(xué)家提供了在每一類分辨率記錄的一群光譜或光線顏色的數(shù)據(jù),天文學(xué)家依靠精確的觀測數(shù)據(jù)繪制了細(xì)節(jié)性的光譜,用于研究被觀測天體的特性和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。天文團(tuán)隊(duì)用MUSE觀測了一個(gè)螺旋星系ESO137—001,它的運(yùn)動(dòng)路徑對(duì)準(zhǔn)了矩尺座星系團(tuán),星系ESO137—001距離地球?yàn)?億光年。

星系跌入星系團(tuán)的運(yùn)動(dòng)過程被天體物理學(xué)家稱為“沖壓力剝離”,一股子強(qiáng)大的拖拽作用在星系和星系團(tuán)相互沖撞的過程中釋放出來,好似一個(gè)物體沖進(jìn)了蜘蛛網(wǎng),物體被蜘蛛網(wǎng)的拖拽作用下緊緊地包裹;當(dāng)一名跳水運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)入水,運(yùn)動(dòng)員被翻轉(zhuǎn)的水流“簇?fù)怼?。星系ESO137—001沖入了星系團(tuán),它不斷剝離星系的氣體物質(zhì),沖擊過程產(chǎn)生了一團(tuán)薄而熱的氣體物質(zhì),氣流速度為每小時(shí)數(shù)百萬公里,星系ESO137—001將剝離主要的氣體物質(zhì),它們是星系制造年輕恒星的主要材料。沖撞過程改變了星系的特征,星系ESO137—001從充滿了恒星形成氣體的藍(lán)色星系變成了氣體材料貧乏的老年化紅色星系。
M天文團(tuán)隊(duì)不僅證實(shí)了在星系和星系周圍存在的氣體,而且觀測了氣體物質(zhì)的移動(dòng)方式。只用了一個(gè)小時(shí)的觀測時(shí)間,天文學(xué)家就得到了高分辨率的圖像,這些圖像記錄了星系的氣體物質(zhì)分布和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。星系ESO137—001外層邊緣的氣體物質(zhì)被徹底、干凈地剝離開,沖撞過程產(chǎn)生了很大的拖拽力,星系內(nèi)恒星群的引力相對(duì)不足,難以保持星系內(nèi)的氣體物質(zhì)。
現(xiàn)代天文學(xué)的主要課題之一是發(fā)現(xiàn)星系團(tuán)內(nèi)的星系如何從活力四射的藍(lán)色變成了老氣橫秋的紅色。星系如何在非常短的時(shí)期發(fā)生了劇烈演變?英國杜倫大學(xué)的米歇爾·福馬加里帶領(lǐng)了一支天文團(tuán)隊(duì),他們捕捉了一個(gè)星系沖向星系團(tuán)的天文奇觀,對(duì)星系劇烈的演變進(jìn)行了課題研究。星系氣體被剝離的最終結(jié)果是星系幾乎喪失所有的氣體物質(zhì),在星系ESO137—001的背后形成了連綿的明亮條帶,在太空延伸了20萬光年,浩蕩的條帶令人嘆為觀止。星系ESO137—001明亮的尾部條帶和星系內(nèi)的恒星仍以同樣的方式旋轉(zhuǎn),兩者的同步性說明,星系內(nèi)被剝離的氣體物質(zhì)不是星系自身引力的產(chǎn)物,而是星系團(tuán)內(nèi)氣體的沖壓力造成的。

(編譯:2014-11-12)