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为庆祝哈勃太空望远镜升空18周年(424日),NASA科学家发布了59张正在发生碰撞的星系照片。

哈勃空间望远镜18岁生日发布的图像

哈勃空间望远镜发布的59张图的拼图

更多更好的图请查看

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2008/16/

59张碰撞星系照片构成了哈勃一次性发布的最大批量图集,这批令人惊讶的照片显示了正在发生碰撞的星系形成的错综复杂的结构。碰撞星系在宇宙各个角落都可以见到,有时候这种碰撞会引起爆发式的恒星形成,有时则并合成为新的星系。这59张照片是从18年来哈勃所积累的几千G字节的原始资料中挑出来的。

在早期宇宙中,星系的并合比现在更为常见,是宇宙演化的主角。并合促成了类星体的出现,推动了恒星的形成和爆发。即使今天的孤独星系的内部结构也显示出它曾经经历过一次甚至多次并合过程。这次发布的每张照片都是漫长并合过程的一个瞬间。

我们所在的银河系同样包含了很多小星系的残骸,这些小星系在过去于与银河系相遇,并被吞并。人马座椭圆矮星系就是一个正在被银河系吞并的例子。不过,在2百万年后,我们的银河系也将与邻近的仙女座大星系M31并合成为一个新的超级椭圆星系,这个星系将是我们地球、太阳的新家园,现在这两个星系正在以每小时50万千米的速度靠近。

最新的观测和精细的计算机模拟显示,星系碰撞比我们原先想象的要频繁得多。尽管星系相对运动的速度很快,但碰撞的过程却相当缓慢,一般会经历上亿年的时间才能完成。其中的相互作用都是一样的,即万有引力产生的潮汐力。对恒星来说,星系空间相当空旷,所以恒星之间一般不会发生碰撞,但随着星系引力场的建立,原来的星系形状将被打乱,恒星逐渐排列成新的稳定样式。

月亮的引力产生了地球上海洋每日两次的潮汐过程,星系之间的潮汐力与之类似,但更具有破坏力,原因有二:首先,星系中的恒星不像地球上的物质被自身引力致密地束缚在一起,仅仅是在空旷的星系空间通过引力相互联系。其次,星系并合时,彼此距离逐渐接近,这也跟地球和月亮总是保持一定距离不一样。这样一来,发生碰撞的星系中数以十亿百亿计的恒星在引力作用下进行着复杂的运动,产生最为复杂的结构。

一般来说,存在相互作用的最初标志是物质桥的出现,即由于引力作用从两个相互靠近的星系中拖出一些团块(见IC 2810)。当星系的外围开始接近时,由气体和尘埃构成的气体流,也叫做潮汐尾,从星系中被拉拽出来,并沿着星系核心的外围开始卷曲(NGC6786UCG335NGC6050),这些长而壮观的潮汐尾是相互作用的标志,并且能够在碰撞并合作用结束之后很久仍得以保持。当星系核心彼此接近时,它们的气体和尘埃云由于各个方向,相互冲突的引力而被搅动加速(NGC 6621NGC 5256)。这些力的作用能够产生激波,扫过星际气体云(ARP 148)。

气体和尘埃被吸进中心的活动区域,引发了恒星形成的爆发过程,处处呈现年轻恒星的标志性蓝色节点(NGC 454)。当这里的尘埃云被加热时,他们成为天空中红外波段最明亮的天体(APG 220)。

这些天体发出的光芒是我们太阳的几万亿倍。在临近的宇宙中,它们就是恒星快速形成的星系,并与类星体的出现有关联。银河系这样标准的旋涡星系的光芒主要来自整个盘面(直径可达十万光年)上恒星和热气体,但活动星系的光芒是星系的中心区域产生的,尺度只有1000光年到10000光年,能量来自强烈的恒星形成过程,它每年可以把几百个太阳质量的气体聚集成为恒星(作为对比,银河系每年只有几个太阳质量),或者来自中心超大质量黑洞的吸积活动,黑洞质量可以达到太阳质量的百万甚至十亿倍!

活跃的恒星形成区域和高强度的红外和远红外辐射是相互作用星系中心区域的典型现象,这次发布的许多天体照片中都可以见到。相互作用的其他可见信号是星系核心的破坏(NGC 3256NGC 17),这种破坏过程可能持续到相互作用结束后很长时间,可能是由于大星系吞下小星系造成的,也可能是两个大小相当的星系相互靠得很近,但最终又分开了。

59张哈勃照片大部分属于一个亮红外和超亮红外星系搜寻计划,即GOALS计划(Great Observatories All-sky LIRG Survey)。这个计划综合了哈勃(Hubble Space Telescope)、斯必泽(Spitzer Space Telescope),钱德拉(Chandra X-Ray Observatory)和星系搜索者(Galaxy Explorer)的观测结果。哈勃观测是由伊万斯(Aaron S. Evans)教授领衔的,他在弗吉尼亚大学和国家射电天文台工作。

其中几个相互作用星系属于《特殊星系表》,这是著名的天文学家阿尔普(Halton Arp)在1960年代编制的一份出色的星系表,他编制这份星系表的目的是为了研究地面望远镜观测的一些具有奇特外形的星系。今天,这些特殊结构已经得到很好理解,它们是复杂的引力作用的结果。

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3 Responses to “星系也疯狂——哈勃18周岁啦!”

  1. daave说道:

    Arp 220, 不是apg

    Aaron Evans也还是是纽约州立石溪分校的教授.
    http://www.astro.sunysb.edu/aevans/

  2. 摇光说道:

    细细看过,有东西可挖

  3. andy说道:

    不过,在2百万年后,我们的银河系也将与邻近的仙女座大星系M31并合成为一个新的超级椭圆星系,这个星系将是我们地球、太阳的新家园,现在这两个星系正在以每小时50万千米的速度靠近。

    距离只有1000光年左右,相比银河系直径100000光年,在太空看不就挨上了吗.
    跟59张碰撞图片快差不多了.

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