恆星爆炸性的誕生使星系核膨脹

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恆星爆炸性的誕生使星系核膨脹

左側圖像為使用ALMA在亞毫米波段拍攝到的圖像，描繪了密集氣體和塵埃的位置，這些就是恆星形成的區域。使用哈勃空間望遠鏡拍攝到的可見光和紅外光波段的圖像分辨在中間和右側。在紅外波段可以看到一個巨大的圓盤結構，而在可見光波段中可以看到三個年輕恆星團。

圖片來源：ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Tadaki et al.

天文學家發現活躍的恆星形成活動使星系膨脹，就像酵母幫助麵包膨脹一樣。利用三台強大的地基和空基望遠鏡，天文學家觀測了110億年前的星系，並且在它們的中心區域發現了爆炸性的恆星誕生。這意味著星系可以在不與其它星系互相作用的情況下而改變自身的形狀。

「大型的橢圓星系一直以來被認為是圓盤星系互相撞擊後的產物」，日本國立天文台的研究員Ken-ichi Tadaki說。「但是，我們不確定的是是否所有的橢圓星系都經歷了類似星系碰撞。或許它們有另一種形成的方式。「

一個由各國天文學家組成的團隊致力於研究星系的變形，觀測了遠在110億光年之外的星系。由於從遙遠的星系發出的光需要經過一定的時間才能被地球觀測到，通過觀測110億光年之外的星系，天文學家就能看到這些星系110億年前的樣子。那時宇宙大爆炸僅發生了30億年。這段時期正是宇宙中星系形成的頂峰時期，現在絕大部分星系的基礎都是在這段時期形成的。

然而接收已經在宇宙中飛行了110億年之久的暗淡的光線絕非易事。天文學家充分利用了3台望遠鏡的能力來剖析這些古老的星系。首先，他們使用了隸屬日本國家天文台的坐落於夏威夷的8.2米口徑昴星團望遠鏡，並且從拍攝到的眾多來自這段時期的星系中選出了25個。然後，他們就使用哈勃空間望遠鏡（HST）和阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）來對準這些星系進行觀測。通過使用哈勃望遠鏡，天文學家拍攝到了這些星系「現在」（其實是我們看到的現在，對於這些星系來說已經是110億年之前）的樣子。而使用ALMA，天文學家在亞毫米波段觀測了星系中的低溫氣體和塵埃雲，那兒便是恆星形成的地方。結合來自兩台望遠鏡的信息，我們就能得知這些星系110億年之前的形狀，以及他們正在如何演化。

在星系的中心，有大量氣體和塵埃的區域，恆星形成活動非常活躍。

圖片來源：日本國立天文台

多虧了它們的高解析度，哈勃望遠鏡和ALMA可以描繪出這些星系的變形過程。藉助哈勃望遠鏡拍攝的圖像，團隊發現這些星系中大多數都為圓盤星系。同時，ALMA拍攝的圖像顯示這些星系中都有著大量的氣體和塵埃，也就是恆星形成的原料，因此在這些星系中恆星形成都非常活躍。這些星系中恆星形成的活躍度是如此之高以至於有大量的恆星都形成於星系的中心。天文學家便由此猜想最終這些星系中心或許會因為有太多恆星而隆起，導致它們由最初的圓盤星系發展為橢圓星系或透鏡星系。

「於是，我們得到了足夠的證據以表明密集的星系核可以不通過星系的碰撞產生。在星系中心區域大量的恆星形成活動也能使其最終發展為密集的星系核」，Tadaki說。團隊還使用了歐洲南方天文台的甚大望遠鏡對這些目標星系進行的觀測，進一步證明了沒有星系碰撞的跡象。