哈勃望遠鏡探測了銀河系古老中心
【博科園】多年來，天文學家們對我們銀河系的中心中心(或稱隆起)有一個簡單的看法，那就是一個由古老恆星組成的靜止的地方，這是我們銀河系最早的固定器。然而由於內銀河系是這樣一個擁擠的環境，它一直以來都是一個挑戰，來解開恆星運動來探測細節的膨脹。
現在一項對大約10000個普通類太陽恆星的新分析顯示，我們的星系中心是一個動態的環境，不同年齡的恆星以不同的速度環繞，就像旅行者在繁忙的機場忙碌。這一結論是基於美國宇航局哈勃太空望遠鏡9年的檔案數據。哈勃對銀河系複雜而混亂的心臟的研究可能為我們的星系的演化提供新的線索。密歇根大學- dearborn大學的Will Clarkson領導的研究小組發現，根據恆星的化學成分，膨脹恆星的運動是不同的。比氫和氦重的元素更豐富的恆星的無序運動更少，但它們在銀河系中心的軌道運行速度要比那些較重元素缺乏的老恆星運行得快。
哈勃太空望遠鏡拍攝了一個閃閃發光的珠寶盒子，裡面全是恆星，這張照片捕捉了我們銀河系的心臟。年老的紅巨星與他們更豐富的年輕的表兄弟，更小，白色，類似太陽的星星共存，在這個擁擠的區域，我們星系的古老的中心樞紐，或凸起。圖像中大部分明亮的藍色恆星可能是最近形成的恆星，它們位於銀河系的前景中。天文學家們研究了1萬顆類似太陽的恆星，在9年的時間裡，通過哈勃望遠鏡拍攝的照片，揭示了星系演化的線索。研究顯示，銀河系的隆起是一個充滿活力的環境，不同年齡的恆星以不同的速度環繞，就像繁忙的機場里的旅行者一樣。研究人員發現，根據恆星的化學成分，膨脹恆星的運動是不同的。比氫和氦重的元素更豐富的恆星的無序運動更少，但它們在銀河系中心的軌道運行速度要比那些較重元素缺乏的老恆星運行得快。這張照片是用哈勃的寬視場相機3拍攝的近紅外和可見光照片合成的。這些觀測結果是哈勃的兩項調查的一部分：銀河系膨脹庫計劃和人馬座窗口重疊太陽系外行星搜索。我們星系的中心距地球約26000光年。圖片版權： NASA, ESA, W. Clarkson (University of Michigan-Dearborn), and A. Calamida and K. Sahu (STScI)
有很多理論描述了我們的星系和中心凸起的形成，哈勃研究小組成員、馬里蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的Annalisa Calamida說：星系最初形成於大約130億年前，形成了隆起。在這種情況下，所有的凸起的恆星都應該是舊的並且有相似的運動。但另一些人則認為，這是在星系的後半生形成的，在第一代恆星誕生後，它慢慢地演化。在這種情況下，凸起部分的恆星可能會更年輕，它們的化學成分會富集在較重的元素中，這些元素會被前幾代恆星的死亡所排出，它們應該與較老的恆星相比，表現出不同的運動。研究中的恆星都顯示了這兩種模型的特徵。因此，這種分析可以幫助我們理解凸起的起源。
天文學家通過化學成分將恆星分開，然後比較每一組的運動。他們通過研究它們的顏色來確定恆星的化學成分，並根據它們的重元素(鐵元素)將它們分成兩組。富含化學物質的恆星的移動速度是其他恆星的兩倍。通過對檔案中9年的數據進行分析，並改進分析技術已經清楚地發現了化學缺陷和化學富集類太陽類恆星運動的差異。這將使我們能夠製作出一個三維的圖表，描繪出豐富的化學和動態複雜性。
天文學家們的分析是基於對先進的攝像機進行的調查和廣域相機3的數據來自兩個哈勃的調查:廣域相機3銀河系膨脹庫計劃和人馬座窗口超過太陽系外行星搜索。來自歐洲南方天文台在智利的超大望遠鏡的光譜，用來幫助估算恆星的化學成分。目前只有哈勃有足夠清晰的解析度來同時測量銀河系中數千顆類似太陽的恆星的運動。我們星系的中心距地球約26000光年。「在分析之前，這些恆星的運動還不為人所知，需要一個很長的時間基線來準確測量這些微弱恆星的位置和運動。
哈勃太空望遠鏡拍攝了一個閃閃發光的珠寶盒子，裡面全是恆星，這張照片捕捉了我們銀河系的心臟。年老的紅巨星與他們更豐富的年輕的表兄弟，更小，白色，類似太陽的星星共存，在這個擁擠的區域，我們星系的古老的中心樞紐，或凸起。圖像中大部分明亮的藍色恆星可能是最近形成的恆星，它們位於銀河系的前景中。天文學家們研究了1萬顆類似太陽的恆星，在9年的時間裡，通過哈勃望遠鏡拍攝的照片，揭示了星系演化的線索。研究顯示，銀河系的隆起是一個充滿活力的環境，不同年齡的恆星以不同的速度環繞，就像繁忙的機場里的旅行者一樣。研究人員發現，根據恆星的化學成分，膨脹恆星的運動是不同的。比氫和氦重的元素更豐富的恆星的無序運動更少，但它們在銀河系中心的軌道運行速度要比那些較重元素缺乏的老恆星運行得快。這張照片是用哈勃的寬視場相機3拍攝的近紅外和可見光照片合成的。這些觀測結果是哈勃的兩項調查的一部分：銀河系膨脹庫計劃和人馬座窗口重疊太陽系外行星搜索。我們星系的中心距地球約26000光年。圖片版權： NASA, ESA, W. Clarkson (University of Michigan-Dearborn), and A. Calamida and K. Sahu (STScI)
在這張照片里，我們的家庭星系，銀河系的巨大邊緣，在岩石山脈的襯托下，與夜空相交。在右下角銀河系明顯地變寬了。這個更大的區域是我們星系的中心中心，或者說凸起。天文學家們通過哈勃太空望遠鏡觀察了一個非常狹窄的核心區域，研究了1萬個類似太陽的恆星的組成和運動，就像在哈勃望遠鏡的圖像中所看到的那樣。分析顯示，我們星系的凸起是一個意想不到的動態環境，不同年齡的恆星以不同的速度環繞著，就像旅行者在繁忙的機場忙碌。這項研究為我們發現了重要的新線索，揭示了數十億年來中央隆起和銀河系演化的複雜性。哈勃望遠鏡的圖像是由近紅外和可見光拍攝的，用哈勃的廣域相機3拍攝的。這些觀測結果是哈勃的兩項調查的一部分：銀河系膨脹庫計劃和人馬座窗口重疊太陽系外行星搜索。星系的中心距地球26000光年。圖片版權：NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)
研究小組研究了類似太陽的恆星，因為它們非常豐富，而且很容易在哈勃望遠鏡的範圍內。之前的觀察觀察的是更亮的、老化的紅巨星，這些恆星的數量並不多，因為它們代表了恆星生命中短暫的一段時間。「哈勃望遠鏡給了我們一個狹窄的、用鉛筆勾勒出的星系核心的視角，但我們看到的恆星比早期研究發現的還要多數千顆。銀河系的凸起大約是我們的薄餅形狀星系直徑的十分之一。沿著不同的路線做額外的觀測，這將使我們能夠對凸起的人口的豐富複雜性進行三維的探索。
研究人員說，這項工作也是美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡探索銀河系考古的重要途徑。預計在2019年發射時，韋伯將對銀河系中恆星的數量進行更深入的探測。
知識：科學無國界，博科園-科學科普
參考：Starry surprise in the bulge: encounter of a halo passerby
內容：「博科園」判定符合今主流科學
來自：ESA /哈勃信息中心
編譯：中子星
審校：博科園
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