0%

2014-06-22虽小但不容忽视的宇宙早期星遽增矮星系

新闻来源:http://tamweb.tam.gov.tw/v3/tw/content.asp?mtype=c2&idx=1261 

哈柏太空望远镜(Hubble Space Telescope)3号广角行星相机(Wide Field Camera 3,WFC3)最新观测影像分析结果显示:矮星系(dwarf galaxy)的质量和体积虽然都比典型星系还小很多,但有着剧烈恒星诞生现象的矮星系,对宇宙早期历史有着超乎预期的影响力。

虽然宇宙各处的星系迄今都还在形成新恒星,但绝大部分的恒星是在宇宙大霹雳(Big Bang)之后约20~60亿年间诞生的。研究这段宇宙早期的历史,是了解恒星如何形成、星系是如何成展与演化的关键。

所谓的星遽增星系(starburst galaxies)是指星系中的恒星诞生率远高于预期的「正常」恒星形成速率。先前的星遽增星系研究皆集中在那些中等质量或高质量的星系们,但在宇宙早期中,数量最为庞大的其实是低质量的矮星系。然而这些质量不高的矮星系本身光度就不高,再加上距离非常遥远而使它们更为昏暗,因此非常难以探查研究。天文学家仅能观测到距离比较近的小型星系,或是距离远的大型星系。所幸,在以红外波段观测的WFC3及其特殊的棱栅光谱模式(grism spectroscopy mode)下,天文学家才能一尝夙愿,了解遥远宇宙中这些低质量矮星系的一些特征,与彼时的矮星系内恒星形成总量,以便推测这些矮星系们是否为星遽增星系的一员。

瑞士洛桑联邦理工学院(École Polytechnique Fédérale de Lausanne,EPFL)Hakim Atek等人表示:以前就推测星遽增矮星系对早期宇宙中的恒星诞生风潮有所贡献,但这次透过WFC3的最新影像,才首度得以测量这些星遽增矮星系所具有的影响力。结果出乎大家意外:这些星遽增矮星系在宇宙中绝大多数恒星形成的这个时期内是非常重要的角色。

这些星系的恒星形成速率之快,让它们在短短的1亿5000万年内就可使星系内恒星总质量加倍。相较之下,在绝大多数一般星系内要达到相同的恒星质量加倍状况,得耗费至少1030亿年才能达成,由此可见这些星遽增矮星系的恒星诞生率有多猛烈。

这项研究结果不仅让天文学家可深入了解10多年关于星系质量和恒星形成活动之间的关联性,也让天文学家能进一步了解早期宇宙中到底发生过什么样的事件,更能提供星系演化的线索。一个星系处在星遽增状态其实并不寻常,这意味着它们是某奇怪事件的结果,例如:星系合并、和另一个星系有潮汐交互作用,或是超新星震波引起的连锁反应等。天文学家们希望藉由更仔细地研究这些星系,了解它们如何形成、在形成早期有着什么样的行为模式等,可以发现造成这些星系内剧烈恒星诞生的原因,并透过这些好好了解整个宇宙的星系演化状态。

资料来源:http://www.spacetelescope.org/news/heic1412/ , 2014.06.19, KLC