矮星系中的氧氣究竟去哪了？

美國航太總署（NASA）的哈伯太空望遠鏡近期在我們的宇宙鄰近區域發現了一項神祕現象。根據週一發表於《天文物理學期刊》的一項研究，研究人員利用哈伯觀測了37個鄰近的矮星系（僅包含數千到數億顆恆星的小型星系），竟意外發現這些星系中存留的氧氣量遠低於預期。

電腦模擬顯示，這些星系中理應存在更多作為重元素追蹤指標的氧氣。然而，這些氧氣究竟跑哪去了？

猶他大學物理與天文學系助理教授、共同研究員葛蕾絲．特爾福德（Grace Telford）指出：「氧氣是由星系內部的恆星所產生，過去也確實存在於星系中，因此必然是被『噴射』出去了。要做到這一點，需要靠大質量恆星與超新星爆炸所產生的能量，將物質從宿主星系驅趕到星系間的太空中。」

這項名為「透過星系風流失氧氣」（GLOW）的研究計畫成果顯示，超新星釋放的星系風在清除低質量星系的氧氣方面，比現有模型的預測更為有效。這表明矮星系僅能保留其恆星所製造的一小部分氧氣。

為什麼特別研究氧氣？在宇宙元素中，氧氣是僅次於氫和氦最豐富的元素，且相對容易偵測與測量，其生成過程也相當明確，是了解化學元素在星系中分布的可靠指標。GLOW 計畫主持人、羅格斯大學副教授克莉絲汀．溫菲爾德．麥奎因（Kristen Wingfield McQuinn）表示，追蹤氧氣的製造與分布，有助於科學家理解星系演化，並釐清星系如何豐富星系際介質。

研究團隊結合哈伯望遠鏡過去的光學影像存檔、已退役的史匹哲太空望遠鏡以及地面望遠鏡數據，分析了37個鄰近矮星系。這些星系質量適中，理論預期其部分氧氣會因超新星爆炸而被排擠出星系，且距離夠近，能讓哈伯解析出個別恆星。

儘管天文學家早已懷疑星系會排出大量氧氣與重元素，但這些「金屬」最終的去向仍是未解之謎。麥奎因未來計畫利用剛發射的南希．格雷絲．羅曼太空望遠鏡尋找更微小的矮星系系統，並搭配哈伯與詹姆斯．韋伯太空望遠鏡進行更深入的觀測，以徹底拼湊出矮星系的完整演化歷史。

文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。