美国国家航空航天局的哈勃太空望远镜在太空中发现了一个非凡的景象!这个被称为LEDA 1313424的巨大星系有九个充满星星的环,这是由一个较小的蓝色矮星系(被称为“箭头”)经过其中心而产生的。天文学家使用哈勃识别出八个不同的环,并通过夏威夷的W. M. Keck天文台的数据确认了第九个环。之前观察到的其他星系最多只有两个或三个环。
“这个发现完全出乎意料,”首席研究员伊马德·帕沙(Imad Pasha)分享道,他是康涅狄格州纽黑文耶鲁大学的博士生。“在审查地面调查的图像时,我注意到一个有几个明显环的星系,感到迫切需要进一步调查。”研究小组随后给这个星系起了个绰号“靶心”。
随后对哈勃和凯克的后续观察有助于确定哪个星系穿过了靶心的核心——一个位于其中心左侧的蓝色矮星系。这种小规模的侵入大约发生在5000万年前,留下了类似于石头投入水中产生的涟漪的可观察环。尽管它们现在相距130,000光年,但它们之间有一条微弱的气体轨迹连接着这两个星系。
耶鲁大学教授、研究合著者皮特·G·范·多库姆(Pieter G. van Dokkum)表示:“我们正在观察靶心的一个显著时刻。像这样的星系只有在碰撞之后才会展示如此众多的环。”
虽然星系之间的碰撞或密切接触在宇宙尺度上是常见的,但星系直接穿过另一个星系的中心是极其罕见的。蓝矮星系穿过靶心的直线路径引发了物质的波动,导致不同区域的新星形成。
靶心的大小与我们自己的银河系相比如何?银河系的直径约为100,000光年,而靶心的直径几乎达到了250,000光年,使其比银河系大两倍半。
研究人员利用哈勃的清晰视野绘制出大部分环的位置,特别是因为许多环集中在核心区域。“没有哈勃,这是不可能的,”帕沙指出。
他们利用凯克天文台的数据确认了一个额外的环。研究小组怀疑之前可能存在一个第十个环,但已逐渐消失,估计它可能位于哈勃图像中可见最宽环的三倍远处。
与预测一一对应
帕沙还发现靶心与一个著名理论模型之间有着显著的相关性:这些环的扩散几乎完全按照预测的方式向外扩展。
范·多库姆表示:“这个理论是为了预期有人发现如此多的环而提出的。用靶心星系的观察来验证这个长期的预测是非常令人满意的。”
如果从上方视角观察,将清楚看到星系的环并不是均匀分布的,就像在飞镖靶上一样。哈勃的图像是从一个稍微的角度呈现星系的。“如果我们从正上方观察星系,环将呈现圆形,最内层的环聚集在一起,并逐渐在远离时间隔更大,”帕沙澄清道。
为了想象这些环是如何形成的,可以想象将一块小石头投入池塘。最初的环向外扩散,随着时间的推移变得最宽,而后续的环围绕它形成。
研究人员认为,靶心的前两个环形成迅速并扩散成更宽的圆圈。其他的环可能是在稍微错开的时间间隔内出现的,这是由于蓝色矮星的经过对初始环造成了更显著的影响。
尽管个别恒星的轨道保持基本不变,但数百万年间恒星群积累形成了明显的环。气体被推动向外并与尘埃混合,形成新的恒星,进一步照亮了靶心的环。
关于蓝矮星过境前后存在哪些恒星仍有很多待探索的内容。天文学家现在有机会完善预测星系如何在数十亿年中演变的模型,特别是关于潜在的额外环的损失。
尽管这个惊人的发现是偶然得来的,但天文学家急于在不久的将来发现更多类似的星系。“一旦美国国家航空航天局的南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜开始其科学操作,独特的天体将变得更容易识别,”范·多库姆解释道。“我们将深入了解这些非凡事件的稀有程度。”