"哈尼天體" 發現神秘恆星新生區(圖)

2011-01-13 19:31

在這張哈勃空間望遠鏡拍攝的圖像中，一團詭異的綠色氣體雲似乎正漂浮於一個看似正常的星系附近。

美國宇航局的的哈勃空間望遠鏡正幫助科學家們揭開一個宇宙中最神秘天體的面紗。這是一團巨大的，發出綠光的氣體。它位於一個漩渦星系附近，飄蕩於太空之中。

這個古怪的東西被稱為「哈尼天體」(Hanny's Voorwerp)。哈勃空間望遠鏡強大的解析度使我們首次看清其中的纖維狀氣體結構，以及年輕的恆星群。研究人員表示這是迄今對這一天體進行的最為精確的觀測，目前已經在其內部確認一個恆星新生區。

「這些恆星群顯示集群傾向，都位於一片直徑約為數千光年的區域，」此項研究的負責人威廉·基爾(William Keel)說。他來自亞拉巴馬大學。「這個區域可能在過去數百萬年間一直在持續不斷的產生新生恆星。但是由於它們的亮度太小，因而一直被淹沒在周圍氣體發出的光芒之中。」

基爾將他小組的這一研究結果於10日遞交此間正在西雅圖舉行的美國天文學會(AAS)冬季會議。

民間科學的勝利

哈勃此次觀測的這個怪異的天體名為「哈尼天體」，這得名於它的發現者：哈尼·馮·阿科爾(Hanny van Arkel)，一位荷蘭女教師。她於2007年在參加星系動物園(Galaxy Zoo)項目時第一個發現了這個天體。

星系動物園是一個面向公眾展開，邀請公眾參與的星系分類計畫。它的目標是為斯隆數字巡天獲取的一百多萬個星系分類。目前這一項目已經被擴展，其中加入了「哈勃動物園」(Hubble Zoo)項目。這一項目允許公眾查看哈勃空間望遠鏡拍攝的數萬幅星系圖像。

在此次的研究中，科學家們發現在這個哈尼天體朝向漩渦星系IC2497的部分存在恆星新生區。IC2497是一個遙遠的星系，距離地球6.5億光年。

之前的射電觀測已經發現這一星系核心部位存在氣體噴流。而此次最新的研究則發現其噴出的氣體正和哈尼天體的部分區域發生相互作用，導致該區域發生擾動並形成新生恆星。這裡最年輕的恆星形成時間僅有數百萬年。

一個活動星系核

最新的X射線觀測解釋了為什麼這一天體會從一開始就那麼吸引天文學家的關注。觀測顯示星系IC2497的活動星系核產生了一個類星體，這是一種由黑洞提供能量的超強光源。

這個類星體發出的強烈光芒照亮了哈尼天體的部分區域。據我們看到的明亮的綠色就是由其中受到激發的氧原子產生的。

「我們幾乎正好錯過了目擊這個類星體的時機，因為它在大約20萬年前已經熄滅了。我們現在所看到的只是它留下的余暉。」基爾表示。「類星體常常會時而出現，時而消失，但是我們並未在這裡看到這種現象。」

但是這個類星體的爆發性物質拋射可能也形成了對哈尼天體的部分光線遮擋，形成了一個直徑達2萬光年的巨大陰影帶。此次哈勃空間望遠鏡的觀測揭示了其邊界清晰的缺口，顯示靠近類星體方向部位的光線可能被阻擋。

IC2497星系的「艱難人生」

其他人進行的研究還顯示哈尼天體並非一個海中孤島，而是一條長達30萬光年，圍繞整個IC2497星系的蜿蜒條帶。

哈尼天體僅是這一巨大條帶唯一可見的部分，它從據該活動星系核約4.4萬光年處一直延伸至約13.6萬光年處。

研究人員表示，類星體，促成恆星新生區的巨大氣體噴流，以及包括哈尼天體的巨大環狀條帶都暗示了星系IC2497的「艱難人生」。

「證據顯示IC2497在大約10億年前曾和另一個星系發生碰撞和融合，」基爾說。「哈勃空間望遠鏡的圖像揭示出其旋臂中複雜的纏繞扭曲結構，這表明這一星系到目前為止仍然沒有完全恢復過來。」

一顆新近熄滅的類星體

根據基爾的理論，一次規模巨大的星系碰撞導致了IC2497的氣體噴流，並將物質擠入星系核心區域，它們被黑洞吞食。「飽餐」後的黑洞能量巨大，它為類星體的形成提供了能量保證。這個類星體發出強烈的光束掃過太空，其中一束光恰好照亮了一團氣體雲，這就是我們看到的「哈尼天體」。

研究人員設想，在大約100萬年前，巨大的衝擊波造成星系核心區域的氣體發光並被向外拋射。這種物質拋射可能觸發了哈尼天體中新生恆星的誕生。之後，在不到20萬年前，這個類星體的亮度下降了100倍甚至更多，只留下一個看上去似乎很平常的星系核。

哈勃此次拍攝的新照片中，這個星系充滿塵埃的核心區域有一個膨脹中的氣泡，它從核區的一側突出。這可能是瀕死的類星體最後的一口氣。不過，研究人員稱這股膨脹中的塵埃環帶仍然太小，遠未達到地面望遠鏡可以察覺的程度。

基爾說：「這個類星體可能活躍了數百萬年，這或許說明的是類星體在數百萬年的大時間尺度上存在出現-熄滅的輪迴性變化，而並非現有理論所認為的1億年週期。」。他還表示，只要有足夠多的物質被推入中央的黑洞，這個類星體還能再次復甦。