壮观螺旋星系：吞噬邻近矮星系不断壮大(组图)

2010-09-17 21:24

据美国国家地理杂志网站报导，在最新进行的一次观测中，天文学家发现了螺旋星系通过吞噬矮星系不断成长壮大的新证据。科学家表示矮星系是宇宙中形成的第一批系统，它们随后合并形成更大的系统。我们当前在银河系等螺旋星系周围观测到的矮星系是这一过程的幸存者。

1.积满尘埃的向日葵星系

照片于2005年拍摄，最近对外公布，呈现了螺旋星系M63。M63也被称之为“向日葵星系”，周围的尘埃和气体形成一个可怕的晕轮。在对螺旋星系进行观测时，美国新墨西哥州的一架远程遥控私人望远镜拍摄下这幅照片。天文学家从照片中发现了星系吞食过程的残留物，通过对这些残留物进行研究，他们可以发现螺旋星系的更多秘密。

体积较大的螺旋星系含有数千亿颗恒星，天文学家认为，大型螺旋星系通过“吞噬”附近的矮星系(只含有几十亿颗恒星)不断生长壮大。矮星系是体积较小的卫星星系，它们被拖向饥饿的螺旋星系并在巨大的引力作用下被撕成碎片。在随后的几十亿年时间内，矮星系降级为束状和卷须状结构，被称之为“潮汐流”。再经过几十亿年时间，这些微弱的恒星流将被螺旋星系吞噬。

自1997年以来，天文学家便在我们的银河系和邻近星系周围，发现潮汐流以及其他与星系内狂暴的吞食事件有关的结构。此次最新观测由马克斯·普朗克天文学研究所的大卫·马特奈兹-德尔加多领导，第一次证明更为遥远的星系周围同样存在这些结构，进而有力地支持了“以大吃小”这一星系演化理论。马特奈兹-德尔加多在一封电子邮件中表示：“这一过程对椭圆星系来说同样非常重要。我们只研究本地宇宙内位于银河系附近并且质量与之接近的螺旋星系，因此可以瞭解银河系的形成。”

2.向日葵星系的隐藏花瓣

第一幅照片的负片，位于照片中部的是这个向日葵星系的主体。这幅负片揭示了螺旋星系M63周围微弱的潮汐流结构。M63距地球3000万光年，宽度达到 6万光年。尽管距离极为遥远，但只需借助普通的业余望远镜，我们便很容易在北斗七星附近的北部天空发现这个星系的身影。实际上，此次观测过程中拍摄的照片均出自私人望远镜之手，这些望远镜位于美国新墨西哥州、加利福尼亚州以及澳大利亚，装有可在市面上买到的照相机。

3.肮脏的食客

在此次新观测过程中拍摄的一幅照片的负片，黑色的臂状结构和微弱的恒星云环绕NGC 7531螺旋星系。研究小组表示，观测结果显示质量只有螺旋星系1%至5%的大型潮汐流在这种星系周围较为常见。本地宇宙的星系群存在几个潮汐流，其中包括大角星流，这些潮汐流应该是一颗被银河系吞噬的矮星系的残余。但星系通过吞噬生长并不是潮汐流的唯一来源。麦哲伦流是连接恒星与大小麦哲伦星云的一座桥梁，据信由银河系的两个卫星星系险些发生碰撞形成。

4.恒星带环绕星系

画家想像图，橙色斑点是一个小型卫星星系，随着被一个体积更大的螺旋星系的巨大引力撕裂，卫星星系形成一个恒星带。在此之前，天文学家利用详细的电脑模型展现螺旋星系周围的潮汐流以及其他星系吞食标志可能的景象。新观测结果显示，所有预测中的特征都存在于宇宙之中。研究论文作者表示，这是一个强有力的证明，证明当前有关星系演化的模型是正确的。马特奈兹-德尔加多说：“根据宇宙论模型的预测，类似银河系这样的星系通过吸积100到200个矮星系形成。”

5.伞形结构

照片呈现了距离地球大约3500万光年的螺旋星系NGC 4651，一个被撕裂的矮星系的残余形成与众不同的伞形结构。这把“雨伞”是此次观测中发现的亮度最高的潮汐流。天文学家第一次发现这个结构是在1959 年，但被解释为一个被吞噬的矮星系的残余还是第一次。

6.潮汐退却

画家的想像图，展现了被撕裂的矮星系形成NGC 4651伞形潮汐流的可能路径。在可见像中，这个星系的盘部分隐藏起来，此次新观测使用的NGC 4651负片揭示了星系东侧另一个恒星碎片壳，为矮星系之死提供了线索。马特奈兹-德尔加多说：“矮星系是宇宙中形成的第一批系统，它们随后合并形成类似银河系这样更大的系统。我们当前在银河系和仙女座星系等螺旋星系周围观测到的矮星系是这一过程的幸存者。”

7.风暴之眼

螺旋星系NGC 1084照片的负片，揭示了好似被星系“抛弃”的潮汐流；位于负片中部的星系犹如一个风眼。此前对这个螺旋星系进行的一项研究发现，NGC 1084在过去大约4000万年时间内经历了一系列短暂而猛烈的恒星形成过程。天文学家认为这些恒星形成大爆发与NGC 1084和富含气体的矮星系合并有关。

研究论文作者指出，结合正片和负片对星系进行研究已成为科研人员研究遥远星系通过合并不断成长的一项新技术。目前，一项针对更多星系的观测正在进行之中，研究小组计划利用观测数据确定当前的模型能否用于预测，在吞噬体积较小邻居的螺旋星系周围观测到的不同结构出现的频率。马特奈兹-德尔加多等人的螺旋星系观测研究论文将刊登在《天文学杂志》上，预印版现已刊登在arXiv.org网站上。