发布单位: 台北市立天文科学教育馆
天文学家发现一些十分活跃的大范围恒星形成区 ,竟然都位于小型的矮星系中 。经研究后认为 ,原因是位于矮星系中恒星形成区的恒星 ,当到达演化末期时 ,较高比例的恒星不会产生超新星爆发 ,而是物质落入核心塌缩所形成的黑洞 。如此矮星系中的恒星形成区 ,星际物质较不易被超新星爆发吹散 ,消散的速度会比一般星系中的恒星形成区延迟约 1,000 万年左右 。

图说: 剑鱼座 30 ,又称为蜘蛛星云 ,是一个位于大麦哲伦星系的大型恒星形成区 。影像来源: ESA 。
换句话说 ,矮星系更能够在长时间中保留恒星形成区的分子云和气体 ,让恒星形成区域不断扩大 、活跃程度不断升高 ,进而产生更多的恒星 。在本星系群的矮星系中就存在大范围的恒星形成区域 ,包括距离我们约 16 万光年 ,位于大麦哲伦星系的蜘蛛星云 (Tarantula Nebula) ,以及距离我们约 1000 万光年 ,位于星系 NGC 2366 中的马克仁 71 (Markarian 71) 。

图说: 矮星系 NGC 2366 。影像来源: ESA 。
在恒星形成区会产生各种质量的恒星 ,包括大质量恒星 。当它们进入演化末期的终点时 ,会产生超新星爆发 ,之后遗留下中子星 ,或是直接形成黑洞 。由于矮星系的恒星形成速率比一般的星系低 ,产生超新星爆发的机率也较低 ,因此星系中星际物质的重金属含量也会较低 。而根据研究结果显示 ,在星际物质金属含量较低的环境诞生的大质量恒星 ,在演化末期产生超新星爆发的比例也会较低 。因此 ,受到前述的两种因素影响 ,造成在矮星系的恒星形成区中 ,由于产生超新星爆发的机率低 ,导致被爆发所吹散的星际物质会较少 ,间接地让更多的星际尘埃气体遗留在恒星形成区 ,延长恒星持续形成的时间而产出更多恒星 。
上述结论可以说明为什么在宇宙形成初期诞生的星系虽然都比较小 ,但是却含有多量的星际物质 。而且 ,在其中恒星频繁地产生且金属含量较低 。 (编译/台北天文馆蔡承颖)
资料来源: Space.com
论文连结: The Astrophysical Journal