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。由中國天文學(xué)家主導(dǎo)、來自全球近20個研究機構(gòu)的科研人員組成的國際團隊，在觀測中首次發(fā)現(xiàn)了矮星系在星系團致密環(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中心區(qū)域的空間分布。（受訪者供圖）

長期以來，星系和星團被認為是截然不同的兩類天體。星系在暗物質(zhì)暈中誕生成長，有較為復(fù)雜的恒星形成歷史；星團則脫胎于星系內(nèi)部的巨型分子云團塊。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之間，而其起源也一直存在爭議。近年來，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程還沒有被實際觀測所證認。

為此，北京大學(xué)、上海交通大學(xué)等高校的天文學(xué)研究團隊聯(lián)合加拿大、美國等多地研究機構(gòu)利用哈勃空間望遠鏡、加拿大-法國-夏威夷望遠鏡、北雙子座望遠鏡等觀測設(shè)備，在室女星系團里搜尋找到約600個超致密矮星系候選體。通過光譜證認及全面細致的形態(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核矮星系高度相關(guān)，很可能強核矮星系是矮星系演化為超致密矮星系的一個中間階段。此外，在某些強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，團隊首次觀測到超致密矮星系形成的各個階段，“就像時間切片一樣，刻畫出從普通矮星系被瓦解形成超致密矮星系（甚至星團）的變身過程，清楚揭示了演化的規(guī)律?！?/p>

“超致密矮星系是星系團考古研究的重要探針，研究其起源對于理解星系的形成和演化有著重要意義。”研究團隊成員、美國國家光學(xué)—紅外天文研究實驗室天文學(xué)家彭逸西說。

據(jù)悉，下一步研究團隊仍將使用多臺國際大型天文望遠鏡對超致密矮星系進行后續(xù)觀測，以揭曉更多與之相關(guān)的科學(xué)奧秘。（記者魏夢佳）