橢圓星系半人馬座A中發(fā)現(xiàn)數(shù)量空前的球狀星團(tuán)
（神秘的地球uux.cn報道）據(jù)cnBeta：由亞利桑那大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個天文學(xué)家小組利用對附近的橢圓星系半人馬座A的觀測，發(fā)現(xiàn)了數(shù)量空前的星系可能的球狀星團(tuán)--由成千上萬顆恒星組成的古老而密集的星團(tuán)，它們都是半人在同一時間形成的。
這項工作在理解這個星系的馬座結(jié)構(gòu)和宇宙學(xué)歷史方面取得了重大進(jìn)展，并為一般星系的中狀星形成和宇宙中暗物質(zhì)的分布提供了新見解。
亞利桑那大學(xué)天文學(xué)系和Steward天文臺的發(fā)現(xiàn)博士生Allison Hughes是一篇總結(jié)該研究結(jié)果的同行評審論文的第一作者，該論文于去年6月發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。數(shù)量她周二在美國天文學(xué)會的空前新聞發(fā)布會上介紹了這項研究。雖然由于COVID-19大流行的橢圓團(tuán)問題，美國天文學(xué)會第239次會議的星系現(xiàn)場會議被取消，但新聞簡報是半人在Zoom上虛擬舉行的。
半人馬座A，馬座也被稱為NGC 5128，中狀星是發(fā)現(xiàn)一個視覺上令人驚嘆的橢圓星系，其特點是數(shù)量中心的超大質(zhì)量黑洞噴出的相對論射流，以及過去與半人馬座A軌道上的小星系碰撞和合并后留下的壯觀的散射星流。半人馬座A位于半人馬座，距離地球1300萬光年，由于距離太遠(yuǎn)，天文學(xué)家無法觀測到單顆恒星，但是可以識別恒星群，并將其作為該星系動蕩演變的“化石證據(jù)”。
Hughes和她的同事們提出了一個新的目錄，其中包括半人馬座A中大約4萬個球狀星團(tuán)“候選者”，并建議將后續(xù)觀測集中在最有可能成為真正球狀星團(tuán)的1900個球狀星團(tuán)上。研究人員對球狀星團(tuán)“候選者”進(jìn)行了調(diào)查，預(yù)計其半徑約為150 kiloparsecs，距離星系中心近50萬光年。這些數(shù)據(jù)結(jié)合了以下來源的觀測結(jié)果：半人馬座和玉夫座的全景成像調(diào)查，即PISCeS；歐洲航天局的空間觀測站Gaia；以及NOAO星源目錄，該目錄結(jié)合了來自兩個半球的望遠(yuǎn)鏡的公開圖像，幾乎覆蓋了整個天空。
Hughes解釋說，半人馬座A由于其豐富的內(nèi)容和離地球的距離，一直是銀河系外球狀星團(tuán)研究的主要目標(biāo)，但是大多數(shù)研究都集中在銀河系的內(nèi)部40 kiloparsecs（約130,500光年），而銀河系的外圍基本上沒有被探索。根據(jù)這些“候選者”是真正的球狀星團(tuán)的可能性進(jìn)行排序，研究小組發(fā)現(xiàn)大約有1900個“候選者”極有可能被確認(rèn)為真正的球狀星團(tuán)，并且應(yīng)該成為后續(xù)光譜確認(rèn)的最優(yōu)先事項。
“我們正在使用蓋亞衛(wèi)星，它主要集中在我們自己的星系--銀河系內(nèi)的調(diào)查，以一種新的方式，我們把它的觀測與地面上的望遠(yuǎn)鏡聯(lián)系起來，在這種情況下，智利的Magellan Clay望遠(yuǎn)鏡和澳大利亞的英澳望遠(yuǎn)鏡。”
Hughes說，半人馬座A的結(jié)構(gòu)告訴天文學(xué)家，它經(jīng)歷了與其他星系的幾次大合并，導(dǎo)致其球狀的外觀，其中有河流狀的區(qū)域，比周圍的區(qū)域有更多的恒星。半人馬座A是最接近橢圓星系的例子，它為天文學(xué)家提供了一個近距離研究一個與我們的星系非常不同的機(jī)會。銀河系以及它最近的“鄰居”仙女星系，都是螺旋星系。由于其熟悉的、像風(fēng)車一樣的外觀，螺旋星系可能看起來像"典型"的星系，但事實證明，它們不太有序的橢圓“表親”在宇宙中的數(shù)量超過了它們。
Hughes表示：“半人馬座A可能看起來像一個奇怪的異類，但那只是因為我們可以足夠近地觀測到它的細(xì)節(jié)。更有可能的是，像銀河系這樣的橢圓星系和螺旋星系都比我們意識到的要混亂，只要我們看得比表面上更深一點。”
Hughes說，球狀星團(tuán)可以作為很久以前發(fā)生的過程的證據(jù)。“例如，如果你看到這樣的球狀星團(tuán)，它們都具有類似的金屬性（化學(xué)成分），并以類似的徑向速度移動，我們就知道它們一定來自同一個矮星系或一些類似的天體，它們與半人馬座A相撞，現(xiàn)在正在被同化的過程中。”
星團(tuán)由星際介質(zhì)中密集的氣體斑塊形成。幾乎每個星系都有球狀星團(tuán)，包括銀河系，它擁有大約150個球狀星團(tuán)，但是大多數(shù)恒星并沒有排列在這樣的團(tuán)塊中。Hughes認(rèn)為，通過研究球狀星團(tuán)，天文學(xué)家可以收集到關(guān)于承載球狀星團(tuán)的星系的線索，比如它的質(zhì)量、它與附近星系的相互作用歷史，甚至內(nèi)部暗物質(zhì)的分布。
Hughes說：“球狀星團(tuán)很有趣，因為它們可以作為其他星系中結(jié)構(gòu)和過程的追蹤器，而我們無法解決單個恒星的問題。它們保留著化學(xué)特征，比如它們單個恒星的元素組成，所以它們告訴我們一些關(guān)于它們形成的環(huán)境的信息。”
Hughes解釋說，研究人員特別尋找遠(yuǎn)離銀河系中心的球狀星團(tuán)，因為半人馬座A的次級結(jié)構(gòu)暗示了一個龐大的、未被發(fā)現(xiàn)的這類星團(tuán)群體。以前的觀測在更中心的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了不到600個球狀星團(tuán)，但是銀河系的外圍區(qū)域在很大程度上仍未被發(fā)現(xiàn)。
Hughes說：“我們觀察了更遠(yuǎn)的地方，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100多個新的星團(tuán)，而且很可能還有更多，因為我們甚至還沒有完成數(shù)據(jù)處理。然后我們可以利用這些數(shù)據(jù)來重建該星系的結(jié)構(gòu)和運動，也可以算出它的質(zhì)量。由此，我們最終可以減去它所有的恒星，看看還剩下什么--那看不見的質(zhì)量一定是暗物質(zhì)。”