为什么在矮星系中通常含有大范围活跃的恒星形成区?

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。

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。
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)。

矮星系NGC 2366。影像来源:ESA。
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

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