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为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的? ...

2018-3-20 16:45| 发布者: redadmin| 查看: 25| 评论: 0

摘要: M101是一个邻近的旋涡星系。NASA旋涡星系NGC 7098。ESO旋涡星系NGC 2442。ESO旋涡星系NGC 252。ESO旋涡星系NGC 4594。ESO这张结合了哈勃太空望远镜和凯克望远镜数据的伪彩色照片,呈现的是之前的最早旋涡星系记录保 ...

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

M101是一个邻近的旋涡星系。NASA

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

旋涡星系NGC 7098。ESO

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

旋涡星系NGC 2442。ESO

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

旋涡星系NGC 252。ESO

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

旋涡星系NGC 4594。ESO

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

这张结合了哈勃太空望远镜和凯克望远镜数据的伪彩色照片,呈现的是之前的最早旋涡星系记录保持者Q2343-BX442。David Law

第一个长着旋臂的漩涡星系是什么时候出现的?没有人确切地知道。但最近天文学家发现,宇宙诞生25亿年时,这些圆盘状的星系就已经出现了。

和椭球形的椭圆星系(因此它们也叫椭球星系)不同,漩涡星系是盘状的,是扁平的,有长长的旋臂,很多还有一个棒状结构贯穿它们的核心。

但这类星系并不是一开始就有的。宇宙诞生大约25亿年后的那个时候,星系的外形几乎都是不规则的块状。而仅仅10亿年后,也就是宇宙诞生35亿年时,漩涡星系就已经很常见了。现今宇宙中70%的星系是漩涡星系。这10亿年似乎是一条分水岭。但这条分水岭是由于观测极限造成的,还是早期宇宙中的物理机制造成的,仍有争议。

最近天文学家发现的编号为A1689B11的星系,存在于距今大约25亿年前的宇宙中,是迄今为止发现的最早的旋涡星系。此前记录的保持者是Q2343-BX442,存在于距今大约33亿年前的宇宙中。

A1689B11不但所在的时期早,它身上还有一些古怪的特点。它体内的恒星诞生率非常高,是现代星系的20倍以上。早期星系大多如此。但它和同时期的星系相比还非常薄,温度相对也较低,这在那个时期的星系中是非常罕见的。

星系的旋臂是如何形成的仍是一个谜。A1689B11为我们提供了一个观察早期旋臂的机会。天文学家曾经认为早期星系旋臂的出现和星系的融合有关,这类融合产生的旋涡星系相对炽热,存在时间也相对较短。而A1689B11并不是融合产生的,它的旋臂源自密度波。

适用密度波理论的星系大多温度较低,盘面扁平。根据这个理论,类似超新星爆发这样的天体事件,能够扰动星系自转盘面的秩序,使得盘面内恒星的密度局部升高。围绕星系运行的恒星一旦进入密度较高的区域,速度就会变慢。从星系外部观察,旋臂就出现了。这类旋臂并非实体,恒星是能够自由进出的。

而那些温度较高,盘面厚实的星系并不适用密度波理论。这类星系旋臂的产生机制名为摆动放大,是那些密度较高的区域发生物质清扫产生的。但这类旋臂不如密度波机制产生的旋臂存在时间长。

和很多遥远星系一样,A1689B11也是利用引力透镜现象发现的。下面就是这个星系经过形态纠正后的样子(引自相关论文)。由于实在太远,能有这样的精度已经很难得了。

为什么有的星系会有旋臂?第一个旋涡星系是什么时候出现的?

经过形态重建的A1689B11影像。

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