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Nov. 21 2014

解不開的星團誕生之謎

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  • 解不開的星團誕生之謎

天文學家認為他們已解開巨大古老星團的誕生源頭。但哈伯望遠鏡又把這些天文學家逼回原點重新思索。

相伴銀河的天爐座矮星系(Fornax dwarf galaxy)是球狀星團(圈選處)的家鄉。攝影:ESO/DIGITIZED SKY SURVEY 2

哈伯太空望遠鏡Hubble Space Telescope於11月20日回傳在附近星系拍攝到的最新巨大星團影像,讓天文學者苦思其起源。

許多像這樣內部充滿了成千上百顆宇宙最老星體的球狀星團(globular cluster),散布在我們的銀河系和其他星系中。但它們是如何及為何誕生,長久以來都是個謎。

天文學家根據對銀河系的觀察,認為球狀星團一定是在充滿古老恆星的銀河區裡生成的。但哈伯望遠鏡對天爐座矮星系Fornax dwarf galaxy)的觀察則推翻了這個想法,天爐座矮星系是銀河的小衛星,距離地球約46萬光年。一份發表在《天文物理》期刊Astrophysical Journal)的天爐座星系研究報告指出,它是四個球狀星團的誕生地,但星系中並沒有很多古老恆星。

「天文界目前導出的生成理論還有問題,」丹麥奧胡斯大學(Aarhus University)的天文學家法蘭克‧葛蘭達爾Frank Grundahl)在聲明中表示,他是這份報告的共同作者之一。

這些哈伯望遠鏡觀測到的影像,顯示了天爐座矮星系中的四個球狀星團。攝影:NASA, ESA, S. LARSEN (RADBOUD UNIVERSITY, THE NETHERLANDS)

世代差距

科學家認為銀河的球狀星團包含了兩代恆星,而新生代占多數。在天文學家的假設中,許多古老恆星會在某個時間點被星系拋出,然後加入垂垂老者的行列。

如果這個理論是正確的,那麼我們應該會在天爐座星系看見一堆老恆星在球狀星團旁,但事實又非如此。

「如果這些被踢出去的恆星留在那裡,我們會看得見,可是我們沒有!」葛蘭達爾說。「天爐座沒有地方藏這些被拋出來的恆星,所以顯然星團在過去並沒有比較巨大。」

 現在,天文學家必須回到原點思考新理論來解釋這些美麗的星團到底是麼一回事。 

這幅星空圖指出了飛馬座和球狀星團M15,在每年這個時候的傍晚,往西方天空望去就能看到這些美麗星兒。插畫:A. FAZEKAS, SKYSAFARI

親眼見證

這對天文物理學家真是個壞消息,但觀星族依然可以欣賞球狀星團的迷人風采。天爐座矮星系和球狀星團只有透過大型望遠鏡或長曝影像才能看到。不過我們自己的銀河系中就有一個美麗的球狀星團「梅西爾15」(Messier 15,或稱M15),現在就在夜空中閃耀。普通民眾以雙眼望遠鏡或小型觀測器就能看到它。

M15就位在飛馬座constellation Pegasus)的鼻尖,是整片星空裡最美麗的球狀星團之一,所以很好找。

從飛馬座的「秋季四邊形」(Great Square)開始找,往西邊天空的方向看過去,也就是在飛馬的脖子上,會看見橘色微亮的「危宿三」(Enif),M15就在危宿三右下方約4度的位置(差不多是八個滿月並排的距離),它們可以在雙眼望遠鏡的同一個視野中觀測到。

在這張以望遠鏡拍攝的特寫照裡,坐落於飛馬座的M15球狀星團散發耀眼星采。攝影:NOAO/AURA/NSF

 M15的亮度是6.2,在雙眼望遠鏡中看起來像顆模糊的燈泡。但若以小型望遠鏡觀測,它就會個閃閃發亮的星團。這個球狀星團距離地球約3萬4000光年,星團橫跨170光年,估計內有40萬顆恆星。

錢卓觀測衛星Chandra Observatory)最新拍攝M15高密度核心的X光觀測影像,顯示了它釋出大量輻射。這表示它藏在美麗外表下的中心或許是個黑洞。

 

撰文:Andrew Fazekas

編譯:洪莉琄

SEP. 2020

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