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暗黑版的银河系

2018年04月20日 天文物理 ⁄ 共 1430字 ⁄ 字号 暂无评论

这个星系质量与银河系相当,却暗的几乎看不到

 

暗黑版的银河系 

【图注】后发星系团

 

在使用世界上最大的天文望远镜进行了33.5小时的观测后,天文学家首次测量到了新发现的暗淡星系内的恒星运动。这些恒星的高速运动表明,这个暗淡星系的质量与更为明亮的银河系的质量相当。“这个测量十分重要,”未参与该研究的哈佛大学天文学系主任阿维·勒布(Avi Loeb)说,“这项研究十分具有挑战性,他们非常值得尊敬。”

 

近几年,在耶鲁大学的彼得·范多克姆(Pieter van Dokkum)和加拿大多伦多大学的罗伯托·亚伯拉罕(Roberto Abraham)共同开发蜻蜓(Dragonfly)远摄阵列后,“超弥漫”星系才开始受到关注。这些天文学家观测了距地球1.01亿秒差距(3.3亿光年)的后发星系团,发现了47个暗淡的光点。

 

 “这一定不是真的,”范多克姆回想起在笔记本电脑上第一次看到这些星系时的念头。但是这些星系在空间中的位置符合该星系团内其他星系的分布规律,这表示它们是真正的星系。从那时起,天文学家在后发星系团和其他地方又发现了数百个这样的星系。

 

银河系比大多数星系更大些,而超弥漫星系大小跟银河系差不多,但它们的亮度却像矮星系一样。就像是伦敦这样的大城市却只发出了卡拉马祖(美国密歇根州小城)那样少的光。

 

迅速的幽灵

为了进一步研究这些像幻影一样的星系,范多克姆的团队观测了其中最大最亮的一个,也就是后发星系团中被命名为“蜻蜓44”(Dragonfly 44)的星系。这个星系发出的光仅有银河系的1%。

 

天文学家利用位于夏威夷莫纳克亚山顶的10米凯克望远镜Ⅱ测量了该星系的谱线宽度,进而推断出了星系质量。星系质量越大,其中恒星的相对彼此的运动速度就越快。恒星的这种运动通过多普勒效应(即物体相对观测者的运动使其发出的光的波长发生改变),导致星系光谱中的谱线变宽。在总结了6晚的数据后,天文学家发现,恒星相对运动的典型速度为47千米每秒。

 

如此快的速度表明,这个星系的质量大约和银河系相当。如果它的质量分布与我们银河系的一样,延伸至可见边缘以外,那么蜻蜓44的质量将是太阳的万亿倍。此外,这个星系包含90个球状星团,要比同样暗淡的典型低质量星系多10倍。这也再次说明蜻蜓44可能是个大质量星系。

 

大质量的星系能够非常有效地将气体转化为恒星,但是蜻蜓44的亮度却低得可怜,因此,研究人员称其为“失败的星系”。“它像是一种黑暗版的银河系,”范多克姆说,“但是本应形成100颗恒星的时候,这里却只形成了1颗。”

 

那么,是什么原因使蜻蜓-44这类超弥漫星系没有兑现全部潜力?也许是因为在星系中心的类星体吹走了气体,或是后发星系团的高温气体剥离了星系的气体。

 

勒布和同样在哈佛的尼古拉·阿莫里斯科(Nicola Amorisco)最近提出,低质量的超弥漫星系可能在形成时旋转速度过快,将气体甩出了星系,使其只能产生较少的恒星。勒布表示,这种理论也可以解释大质量超巨弥漫星系的产生。但是新发现的蜻蜓44旋转速度并不快。尽管如此,勒布仍然怀疑它可能是在快速旋转的状态下形成的,在与其他星系作用后减慢了旋转速度。

 

然而范多克姆说,这种诡异星系的起源还是个谜:“真正的答案是我们真的不知道。”

 

撰文:肯·克罗斯韦尔(Ken Croswell)

翻译:牛天宇

审校:王微晓

 

原文链接:http://www.nature.com/news/the-milky-way-s-dark-twin-revealed-1.20333


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