星系像雪花,没有两片完全一样,连旋涡星系也不例外。哈勃空间望远镜最近对遥远的旋涡星系 NGC 4693 做了一次"视觉深潜",结果发现了一些关于它过去的有趣线索。
最让人困惑的一点是:这个星系似乎有一个"转不对拍"的中心区域——它的旋转方向和旋臂、核球并不同步。旋臂看起来没有和中心区域连接起来,核球本身似乎还延伸到了星系盘面之上。换句话说,旋臂和核球之间,像是"脱钩"了。
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为什么会这样?是 NGC 4693 从一开始就带着这种"拧巴"的特征演化至今?还是后来发生了什么,打乱了它内部恒星和气体云的节奏?要回答这个问题,得先看看它所在的大环境。
它住在"星系大都市"里
NGC 4693 距离我们大约 5500 万光年,是室女座星系团的成员。这个星系团可不小,可能包含多达 2000 个不同类型和形状的星系。而它本身,又属于一个更大的结构——室女座超星系团,后者由 100 多个星系群和星系团组成。
室女座星系团给我们提供了一个便利:在相对近的宇宙空间里(大约 5400 万光年范围内),就能一次看到好几种类型的星系。这里的环境由若干星系分组构成,我们的银河系所在的"本星系群"也在其中。
有证据显示,这个星系团其实还在组装自己——它仍在不断聚集星系。这个过程会影响其中星系的演化。有意思的是,星系团里的星系似乎按类型"分片居住":旋涡星系聚在一片区域,椭圆星系则围绕巨大的椭圆星系 M87 分布,等等。这些分组似乎正处于持续的合并过程中,而大多数成员星系都在经历一种叫"冲压剥离"的过程,导致气体流失。造星原料没了,恒星形成率自然受影响。
目前最好的估计是,室女座星系团本身已经积累了至少 70 亿年的星系,而单个星系的形成可以追溯到大约 110 亿到 120 亿年前。星系团内星系之间的相互作用,影响了每个星系各自的演化历史。
是什么打乱了 NGC 4693 的节奏?
NGC 4693 中气体和恒星奇怪的旋转方式,以及核球延伸的形态,让天文学家提出了几种可能的解释。
一种理论认为,这个星系(和它的大多数"兄弟姐妹"一样)在过去某个时候经历过一次合并,或者至少是和另一个星系有过近距离接触。如果真是这样,恒星的轨道可能被扰乱,激波前沿则可能把气体云推来推去。
另一种想法是,这个星系自己设法从更大星系团内的星系际介质中"漏斗"进了一些气体。有证据表明,星系之间存在大量超高温等离子体,还有在近距离接触和碰撞中被从成员星系里抛出来的"流浪恒星"和行星状星云。
如果 NGC 4693 确实从其他区域"吸"进了一些气体,这些物质可能会聚集在中心区域,并呈现出观测到的那种奇怪的垂直轨道运动。别忘了,这个星系核心还有一个超大质量黑洞,它正在积极吞噬周围区域的气体,这同样会影响恒星和气体云的运动。
除了奇怪的中心运动,这个星系的旋臂也显示出恒星形成的迹象,很可能也是同样的合并过程造成的。当星系相互作用时,激波前沿常常会扫过气体和尘埃云,触发恒星形成的爆发。
为什么值得盯着它看
研究室女座星系团和超星系团这样的结构,让天文学家得以"从内部"窥见成员星系的演化。此外,理解星系之间的相互作用,也为塑造星系的恒星形成过程提供了背景信息。
宇宙中充满了星系团和超星系团。所以,研究相对较近的室女座星系团,其实是在看一些可能自大爆炸和第一批恒星、星系诞生以来,就在时间和空间中反复发生的过程。
至于 NGC 4693 到底是"天生拧巴"还是"后天被搅乱",目前还没有定论。它更像一个悬而未决的样本——提醒我们,星系的形状和运动里,藏着一部还没读完的编年史。
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