ALMA觀測到極亮紅外星系的外向流

近日，天文學家利用位於智利北部阿塔卡瑪沙漠的大型毫米波/亞毫米波陣列（ALMA）第一次觀測到距離最近的極亮紅外星系（ultraluminous infrared galaxy）Arp 220 其中一個核心的外向流（outflow）。Arp 220 是兩個星系碰撞後尚未完全併合的一個過程中天體。儘管這個星系曾被廣泛研究過，但它的密實度與昏暗程度直到現在對天文學家都是個挑戰。ALMA從二維的空間信息和速度這三個維度觀測到來自其中一個核心的外向流。這一成果日前被發表在《天體物理學報通信》雜誌（ApJL）上。

ALMA拍攝到的Arp220星系的兩個核心，它們在可見光波段上被塵埃遮擋著。研究小組探測到西部核心（右）的雙極外向流且探測了外流的速度。在被標記為紅色的北外向流，粒子正在遠離地球（紅移），被標記為藍色南外向流，粒子正在朝著地球移動（藍移）。（來源：L. Barcos-Mu?oz, N. Lira, J. Pinto – ALMA (NRAO/NAOJ/ESO)）

Arp 220 中的外向流過去已經被被觀測過。不過，這回是第一次被成像，也是第一次確定了動力學及形態特徵。新的研究顯示出外向流是準直的，而非通常被觀測到的開放式的「廣角」形態（wide-angle）。隨著這項發現的到來，使得研究100秒差距尺度的河外星系的外向流成為可能，也給深入研究星系核心反饋機制提供了機會。

ALMA的星系核心圖片與「哈勃」望遠鏡拍到的星系圖片疊加。兩個黃色的核心為ALMA所攝，它們在可見光波段被塵埃遮擋著。（來源：L. Barcos-Mu?oz, N. Lira, J. Pinto – ALMA (NRAO/NAOJ/ESO) / Hubble Space Telescope – (NASA/ESA)）

美國國家射電天文台博士後，這項研究的首席科學家Loreto解釋道：「ALMA的觀測波長，結合了它的高靈敏度與解析度，使得我們能夠觀測到如此緊湊與被塵埃遮擋著的星系核心內部。我們不僅確定了外向流的存在，還同時獲得了有關其速度與形態的精細圖象。」

ALMA的這項新發現揭示了Apr220星系西部核心形成的雙極的、快速的、準直的外向流。從核心噴出的物質移動速度最高可達840km/s。Loreto稱，這股外向流有可能來自於超新星的能量以及動量的轉移、輻射壓的反饋，以及一個活動星系核。

另一個讓天文學家們感到驚訝的發現是，射電信號顯示，這股外向流中氰化氫比一氧化碳更明亮——在迄今為止的對河外星系外向流的觀測中大都是相反的情況。確認這一現象的起源還需要進一步的觀測，但是這項發現對當前關於河外星系外向流中氣體特性的認知提出了挑戰。

Arp 220 是兩個星系相互碰撞正處於併合中的天體，距離地球約2.5億光年，位於巨蛇座。碰撞可能發生在約七億年前。Arp 220 大部分的能量輸出被認為是大量恆星形成的結果，並且這現象可能是因為兩個較小星系合併引發。2002到2007年「哈勃」太空望遠鏡對 Arp 220 使用先進巡天照相機進行可見光波段觀測，以及近紅外線照相機和多目標分光儀進行紅外線波段觀測，在它的中心部位發現了超過200個巨大星團。其中最巨大的星團內所含物質約有1000萬倍太陽質量。（來源：NASA,ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration and A.Evans (University of Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University)）

原文標題：ALMA Observes Outflow in Ultraluminous Infrared Galaxy

原文出處：ALMA Observatory

翻譯：Feihong Ling

校對：水兄

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