附近的星系碰撞

两个矮星系可能在我们的本星系群中碰撞,引发了最近的“星暴”


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像银河系和它的邻居仙女座这样的巨型星系,是在很久以前较小的星系碰撞并变大后形成的。然而,观察这个过程的进行是困难的,因为它需要在可观测宇宙的边缘附近探测矮星系之间的碰撞,在那里我们看到星系在100多亿年前的样子。现在,天文学家已经发现了在离我们更近的地方发生的类似碰撞的证据——距离地球仅260万光年——在一个名为IC 10的小星系中,让他们能够详细观察矮星系之间的碰撞。

密歇根大学的天文学家大卫·尼德维尔称IC 10是天空中最有趣的星系之一。“它是我们本星系群中唯一的星暴星系,”他说。星暴是一个以快速速度产生恒星的星系。
IC 10 发出的光只有银河系的百分之几。不幸的是,天文学家花费了近一个世纪才解开这个不寻常邻居的本质,因为我们的星系试图阻挡视线。IC 10 位于银河系尘埃的后面,在北部 W 形的仙后座中。

在其 1936 年的著作《星云的领域》中,天文学家埃德温·哈勃认为 IC 10 可能属于本星系群,该星系群是附近星系的集合,现在包含六十多个已知的成员。但几十年来,天文学家未能确定星系的距离;一些估计值是其他估计值的四倍。

最终,在 20 世纪 90 年代,天文学家探测到了该星系的造父变星,这是测量星系距离的黄金标准,并证明了哈勃的正确性。造父变星是一颗黄色的超巨星,它随着膨胀和收缩而周期性地变亮和变暗。造父变星脉动的时间越长,它就越大、越亮;因此,脉动周期揭示了恒星的亮度,将该亮度与造父变星的视亮度进行比较,即可得出恒星及其宿主星系的距离。

与此同时,其他天文学家发现IC 10 中存在大量寿命短暂的蓝色超巨星,这表明该星系正在经历星暴。但是该星系几乎没有红色超巨星——需要一些时间才能出现的恒星。它们的稀缺意味着星暴开始于不到1000万年前。这样的星暴是神秘的。“目前还不清楚为什么它们会突然爆发如此剧烈的恒星形成,”尼德维尔说。

现在,他可能找到了 IC 10 成功制造恒星的秘密:与另一个小星系的碰撞。“这实际上是一个偶然的发现,”尼德维尔说。他正在使用西弗吉尼亚州的 绿岸望远镜 研究来自大小麦哲伦星云(环绕银河系的两颗最亮星系)释放的氢气无线电波。IC 10 位于他正在观测的天空区域,他探测到一条从星系延伸至少 60,000 光年的氢气带。这条气体带的重量大约是太阳的一百万倍。

正如尼德维尔的团队将在未来一期的《天体物理学杂志快报》中报道的那样,这条气体带可能源于一个伴星系撞入其邻居。一个星系中的气体云撞击了另一个星系中的气体云,压缩了气体,直到它诞生了一系列新的恒星。“这就是每个人都希望得到的答案,因为它非常简单直接,”洛厄尔天文台的天文学家菲利普·梅西说,他研究 IC 10 已有几十年,并称这项新发现“非常重要”。但他问道,“如果存在相互作用,那么伴星系在哪里?”

为了找到 IC 10 的伴星系,尼德维尔和他的同事们正在使用光学望远镜在新发现的气体带中寻找恒星。尼德维尔怀疑 IC 10 和它的伴星系类似于麦哲伦星云的较小版本,麦哲伦星云也是多产的恒星创造者。它们围绕银河系运行,可能也彼此运行;IC 10 围绕仙女座星系运行,但它与仙女座的距离比麦哲伦星云与我们星系的距离远四倍以上。

仙女座和银河系已经剥夺了它们大部分其他卫星星系的气体,这些气体是创造恒星的原材料。然而,麦哲伦星云仍然拥有气体,可能是因为它们第一次经过我们身边。“我想知道 IC 10 是否也正处于它第一次围绕仙女座运行的过程中,”尼德维尔说。这也许就是这个小星系能够保留其气体至今的原因,这使得天文学家有机会研究最近的星暴——并见证了帮助构建我们称之为家的巨型星系的过程。

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