宇宙深处发现三体星系:或助揭开星系演化之谜

2013-04-25 09:45:47  来源:新浪科技

类似这幅图中展示的这类成熟的星系群非常常见,不足为奇,这也就反过来说明了为何此次发现的位于宇宙巨洞区域孤零零的“三体”星系如此珍贵的原因

  类似这幅图中展示的这类成熟的星系群非常常见,不足为奇,这也就反过来说明了为何此次发现的位于宇宙巨洞区域孤零零的“三体”星系如此珍贵的原因

  据英国《新科学家》杂志报道,天文学家们近期观测到在远离星系分布核心区域寒冷,黑暗的宇宙深处存在3个孤零零的星系,这三个星系的外围被一团氢气团包围,并且它们似乎还与一条看不见的暗物质带体有关。

  这三个星系被发现的意义当然不会仅仅局限于点缀了原本显得有些荒芜的宇宙深处。这些星系的成长由于“地处偏远”,得不到足够的物质供应而备受阻碍,这就使它们迄今仍然停留在星系演化的早期阶段止步不前,而这在星系团的核心区域非常罕见。由于这几个星系非常遥远,它们就成为检验和了解星系如何演化的绝好样本。

  这三个星系现在被一并编号为VGS_31,它是由荷兰格罗宁根大学卡普坦天文研究所的布库·贝古(Burcu Beygu)和同事们一起最早发现的。这个研究组致力于在宇宙中一些最空旷的区域中搜寻星系,作为他们“宇宙空洞星系搜寻计划”,即VGS计划的一部分。该研究组对60个此类空洞中的星系进行了研究,之所以会注意到VGS_31,是因为它拥有与众不同的结构。贝古表示:“我此前还从未在一个宇宙空洞区域内看到过这样的星系系统。”

  宇宙中绝大部分的星系是沿着一种蛛网状的网络分布的,这种蛛网结构遍布整个宇宙。一般认为这种奇特的结构是暗物质条带结构相互连接构成的结果,它们相互交织,编织成网,星系就“挂在”这些网上。

  理想的模型检验手段

  在这些宇宙“蛛网”结构之间的空洞被称作“巨洞”,这里的物质密度大大低于蛛网结构区域,但是其中也的确分布着零星的一些星系。这些星系究竟有多么孤独你可以这样想象:距离我们银河系最近另一个大型星系是仙女座大星系,距离值大约是250万光年,看上去银河系已经非常孤独。但实际上我们现在已经非常清楚,银河系所在的位置是一个星系密集的区域,银河系本身是“本星系群”的成员,而本星系群整体上属于另一个更高级别星系结构——“室女座超星系团”的组成部分。相比之下,距离VGS_31最近的星系远在4200万光年之外。

  然而正是由于这种孤独,这些位于巨洞区域的星系特别受到天文学家们的青睐。原因很简单:分布在星系密集区域的星系或星系结构,由于容易受到附近其他星系或星系集团的引力作用,导致很难还追溯它们的早期演化历史。而那些位于空旷的巨洞中的星系或星系群,由于远离任何其它星系,因此它们便非常适合用来研究星系的演化历史。

  贝古表示:“对这些星系的研究对于加深我们对星系演化和形成的环境非常重要。”而当这个星系位于一个小规模的星系群体系中时情况就更加理想,从而可以为我们提供额外的很多信息。

  不过美国费城德雷塞尔大学的迈克尔·沃格雷(Michael Vogeley)指出,这样的星系很难找到,因此我们此前对星系演化的几乎所有知识都来自于对星系密集区域研究的结果。这些星系非常明亮,可以用望远镜很好的观察。他说:“要想对巨洞中的星系进行研究则要困难得多。”

  发育不良

  尽管在此之前已经有科学家发现了一些位于巨洞区域内的小型星系,但VGS_31则是首个通过可见光波段外的多波段手段观察分辨出其内部结构的此类星系群。

  这一进展已经导致了一些有趣的发现。如贝古研究组发现在这一“三体”星系的周围存在一个延伸超过40万光年的氢原子云,并发现这一氢原子云正在沿着连接这三个星系的方向上缓缓运动。这就说明这些星系很有可能是附着在一条看不见的暗物质条带上,而这便是最初导致这些星系形成的“种子”。在此之前还没有任何人能回答这一问题,那就是:是否所有的星系都形成于暗物质蛛网结构上,抑或仅仅只有那些形成了巨型星系团结构的成员星系才是这样。

  这一“三体”星系同时还首次提供了星系在巨洞中成长的证据。位于大型星系集团中的星系成员在很早之前便已经停止产生新的恒星,原因是可供形成新生恒星的气体资源已经耗尽,或者被近旁的其它星系掠夺走。但是在巨洞区域的星系,如“三体星系”VGS_31,仍然拥有自己的气体资源,因此仍然可以实现非常缓慢的成长。

  不过由于总体而言缺乏成长所需的原料,这里的星系显得明显规模要小得多,并且演化的程度也更加原始,但是总体来看这些星系和位于物质富足区域的大型星系的演化历程应当是一致的。沃格雷表示:“和传统研究很多的大型星系群相比,这些巨洞区域的孤独星系为我们提供了研究星系演化的一个非常不同的环境,这就为检验我们现有的星系形成和演化理论模型提供了一个重要的检验手段。”(晨风)

责任编辑: 豆豆
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