天蠍座喜提「銀河系最大養老院」?數十萬百億歲恆星齊聚球狀星團

2020-12-07 博科園
博科園：科學科普-天文學類

美國宇航局的哈勃太空望遠鏡拍攝了一幅令人驚異的照片，展現銀河系的巨型球狀星團NGC 6139。球狀星團是被引力束縛的「恆星大聚會」，通常存在數十萬顆恆星，形成時間據信大致相同。這些恆星都已經100億歲高齡，堪稱銀河系的最大養老院。

銀河系球狀星團NGC 6139，座落於天蠍座，聚集著數十萬顆百億歲恆星

哈勃望遠鏡捕捉到巨型球狀星團NGC 6139的壯麗身影。NGC 6139的幾十萬顆恆星據信在100億年前形成，堪稱銀河系的最大養老院。球狀星團通常擁有數十萬顆恆星，誕生時間大致相同。與昴星團等疏散星團相比，球狀星團更為緻密並且更接近球形。這種星團的恆星在銀河系幼年時代形成，是系內最古老的恆星之一。

球狀星團在星系演化過程中扮演何種角色？科學家正在進行研究。

哈勃太空望遠鏡

NGC 6139座落於天蠍座，處在銀河系中央方向。天蠍座就像是一座金礦，蘊藏著大量令人著迷的天體。哈勃望遠鏡曾多次聚焦天蠍座，對包括蝴蝶星雲、令人驚異的雙星系統以及其它壯觀球狀星團在內的一系列天體進行觀測。

6月初，天文學家公布哈勃望遠鏡的又一成果——對附近恆星形成星系進行的迄今為止最全面的高解析度紫外觀測。他們將哈勃拍攝的新照片與檔案照片結合在一起，展現本地宇宙50個恆星形成螺旋星系和矮星系的壯美景象。

附近星系的恆星形成區，包括2個矮星系（UGC5340和UGCA 281）和4個大螺旋星系（NGC3368、NGC 3627、NGC 6744和NGC 4258）。這些星系是哈勃望遠鏡LEGUS觀測計劃的一部分。LEGUS是迄今為止對本地宇宙的恆星形成區進行的最全面並且解析度最高的紫外觀測。圖像結合了哈勃寬視場相機3和先進巡天相機的紫外和可見光照片

這項觀測計劃被稱之為「銀河系外紫外巡天」（LEGUS），對每一個目標星系和星團的恆星進行編目，同時拍攝星系照片。LEGUS觀測計劃負責人、麻薩諸塞大學阿默斯特分校的丹尼拉·卡爾澤蒂表示：「在此之前，從沒有一個星團和恆星目錄囊括紫外觀測結果。紫外光是最年輕和最炙熱恆星的一個重要示蹤劑。天文學家需要通過紫外觀測，推測恆星年齡和描繪完整的恆星歷史。將紫外觀測結果與此前的觀測發現相結合，能夠賦予天文學家空前的能力，進一步了解恆星如何形成。」

螺旋星系NGC 3627。LEGUS的星團目錄包括大約8000個年輕星團，恆星年齡在100萬到5億歲之間

專家們表示「恆星如何形成」仍舊是一個令人頭疼的問題。觀測項目組成員、馬裡蘭州太空望遠鏡科學研究所的埃琳娜·薩比表示：「我們從宇宙獲取的大量光線都來自恆星，但我們至今沒有徹底了解恆星如何形成。恆星對生命不可或缺，我們都知道如果周圍沒有一顆恆星，生命將不復存在。」

LEGUS恆星目錄包括大約3900萬顆質量至少達到太陽5倍的恆星

LEGUS的星團目錄包括大約8000個年輕星團，恆星年齡在100萬到5億歲之間。這些星團的質量是銀河系最大星團的10倍。恆星目錄包括大約3900萬顆質量至少達到太陽5倍的恆星。可見光照片中的恆星年齡在100萬到幾十億歲之間，年齡最小的在100萬到1億歲之間，主要放射紫外線。

獅子座的螺旋星系NGC 3368，距地球3500萬光年

研究人員表示哈勃的觀測數據提供了大量相關信息，幫助他們分析這些星系。薩比稱：「我們創建了電腦模型，幫助天文學家解讀恆星和星團目錄的數據。例如，天文學家可以研究一個特定星系或者一組星系內的恆星如何形成。他們能夠將星系特徵與恆星信息聯繫在一起。此外，他們也能推演出星系的恆星形成史。紫外圖像能夠幫助天文學家鎖定數據中發現的超新星的前身星。」

獅子座的矮星系UGC 5340，距地球4000萬光年

LEGUS觀測計劃能夠幫助天文學家解答一系列重大疑問，包括恆星形成與旋臂等星系大型結構之間的關係。卡爾澤蒂表示：「在對一個螺旋星系進行觀測時，我們通常看不到隨機分布的恆星。它是一個井然有序的結構——無論是旋臂還是環結構——尤其是最年輕恆星的分布。」

卡爾澤蒂指出：「多個理論將個體星團內的個體恆星與這些井然有序的結構聯繫在一起。通過細緻觀測星系和星團，我們不僅能夠發現大型結構與恆星形成之間的聯繫，同時還能確定星系內恆星有序分布背後的物理參數。確定氣體和恆星形成之間的關係是了解星系演化的關鍵。」

矮星系UGCA 281

薩比指出這些附近星系的恆星和星團目錄數據能夠為詹姆斯·韋伯望遠鏡的觀測任務提供參考。韋伯是一架紅外望遠鏡，由美國宇航局、歐洲航天局和加拿大航天局合作打造。不幸的是，韋伯的發射日期一再推遲。

服役後，韋伯的觀測發現將成為LEGUS觀測數據的一個有力補充。這架望遠鏡能夠刺透布滿塵埃的「恆星繭」，拍攝新生恆星的紅外和紫外照片。在可見光條件下，我們無法看到嬰兒恆星。薩比說：「韋伯將幫助我們揭示恆星信息如何在星系內傳播。如果能夠獲取氣體特徵的信息，你便能將所有相關點連接在一起，揭示恆星在何時何地並且以何種方式形成。」

博科園-科學科普｜文：馬克·普裡格｜來自：漫步宇宙/qqtaikong

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