科學(xué)家揭秘“超致密矮星系”起源之謎

矮星系是光度最弱的一類星系，其在宇宙演化中的作用至關(guān)重要。由中國(guó)天文學(xué)家主導(dǎo)、來(lái)自全球近20個(gè)研究機(jī)構(gòu)的科研人員組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)，在觀測(cè)中首次發(fā)現(xiàn)了矮星系在星系團(tuán)致密環(huán)境中被瓦解剝離并逐漸演化為超致密矮星系的完整過(guò)程，揭示了困擾天文學(xué)家許久的超致密矮星系起源之謎。這一重要研究成果9日刊載于《自然》雜志。

圖為部分強(qiáng)核矮星系和超致密矮星系的光學(xué)圖像，以及其在室女星系團(tuán)中心區(qū)域的空間分布。（受訪者供圖）

長(zhǎng)期以來(lái)，星系和星團(tuán)被認(rèn)為是截然不同的兩類天體。星系在暗物質(zhì)暈中誕生成長(zhǎng)，有較為復(fù)雜的恒星形成歷史；星團(tuán)則脫胎于星系內(nèi)部的巨型分子云團(tuán)塊。超致密矮星系于2000年左右被發(fā)現(xiàn)，因其內(nèi)部恒星系統(tǒng)極端致密而得名，其質(zhì)量和大小介于星系和星團(tuán)之間，而其起源也一直存在爭(zhēng)議。近年來(lái)，盡管一些研究結(jié)果支持“許多超致密矮星系或起源于被剝離的矮星系”，但矮星系演化為超致密矮星系的具體過(guò)程還沒(méi)有被實(shí)際觀測(cè)所證認(rèn)。

為此，北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校的天文學(xué)研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合加拿大、美國(guó)等多地研究機(jī)構(gòu)利用哈勃空間望遠(yuǎn)鏡、加拿大-法國(guó)-夏威夷望遠(yuǎn)鏡、北雙子座望遠(yuǎn)鏡等觀測(cè)設(shè)備，在室女星系團(tuán)里搜尋找到約600個(gè)超致密矮星系候選體。通過(guò)光譜證認(rèn)及全面細(xì)致的形態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)約有15%的超致密矮星系被暗弱的恒星暈所包圍。

研究人員認(rèn)為，這些超致密矮星系在形態(tài)、顏色、空間分布等特征上都與新定義的一類強(qiáng)核矮星系高度相關(guān)，很可能強(qiáng)核矮星系是矮星系演化為超致密矮星系的一個(gè)中間階段。此外，在某些強(qiáng)核矮星系和超致密矮星系周圍也發(fā)現(xiàn)了極其暗弱的“S”型星流結(jié)構(gòu)，這成為矮星系正被潮汐瓦解的直接證據(jù)。

圖為觀測(cè)得到的從正常矮星系被瓦解形成超致密矮星系的各階段示意圖。（受訪者供圖）

論文第一作者、北京大學(xué)物理學(xué)院天文學(xué)系博士研究生王凱翔說(shuō)，團(tuán)隊(duì)首次觀測(cè)到超致密矮星系形成的各個(gè)階段，“就像時(shí)間切片一樣，刻畫出從普通矮星系被瓦解形成超致密矮星系（甚至星團(tuán)）的變身過(guò)程，清楚揭示了演化的規(guī)律?！?/p>

“超致密矮星系是星系團(tuán)考古研究的重要探針，研究其起源對(duì)于理解星系的形成和演化有著重要意義?！毖芯繄F(tuán)隊(duì)成員、美國(guó)國(guó)家光學(xué)—紅外天文研究實(shí)驗(yàn)室天文學(xué)家彭逸西說(shuō)。

據(jù)悉，下一步研究團(tuán)隊(duì)仍將使用多臺(tái)國(guó)際大型天文望遠(yuǎn)鏡對(duì)超致密矮星系進(jìn)行后續(xù)觀測(cè)，以揭曉更多與之相關(guān)的科學(xué)奧秘。（記者魏夢(mèng)佳）