天文學家發布對附近星系最完整的紫外線光測量

利用美國宇航局哈勃太空望遠鏡無與倫比的銳度和光譜範圍，一個國際天文學家團隊正在發布對附近恆星形成星系的最全面、高解析度的紫外線光調查。研究人員將哈勃的新觀測資料與哈勃望遠鏡拍攝的50顆恆星形成螺旋星系和矮星繫結合在一起，為了解恆星形成和星系演化的複雜性提供了一個龐大而廣泛的資源。該項目被稱為「遺產外展紫外線調查」(LEGUS)，已經收集了30個星系的星系團和星團目錄，以及星系本身的圖像。這些數據提供了關於年輕、大質量恆星和星團的詳細信息，以及它們的環境如何影響它們的發展。

這張照片顯示的是星系NGC 6744，距離地球約3000萬光年。圖片：NASA, ESA, and the LEGUS team

馬薩諸塞大學阿姆赫斯特分校的調查負責人Daniela Calzetti解釋說：以前從來沒有一個星團和一個恆星目錄，包括在紫外光下的觀測。紫外光是最年輕和最熱門的恆星群的主要追蹤物，天文學家們需要從這些恆星中獲得恆星的年齡，並獲得一個完整的恆星歷史。這兩個目錄的協同作用為了解恆星形成提供了前所未有的潛力。馬里蘭州巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的團隊成員埃琳娜·薩比(Elena Sabbi)說：恆星如何形成仍然是天文學中一個棘手的問題。

我們從宇宙獲得的大部分光來自恆星，但我們仍然不能理解恆星形成的許多方面。這甚至是我們存在的關鍵——我們知道，如果我們周圍沒有恆星，生命就不會存在。該研究小組仔細挑選了500個星系中的「LEGUS」目標，這些星系是根據地面調查編製的，距離地球1100萬到5800萬光年。團隊成員根據他們的質量、恆星形成率和比氫和氦重的元素的丰度來選擇星系。美國宇航局的星系演化探測器(GALEX)收集的紫外天體目錄也為哈勃望遠鏡的研究奠定了基礎。

UGCA 281是一顆藍色緻密矮星系，位於獵犬星座內，圖片：NASA, ESA, and the LEGUS team

研究小組使用了哈勃的寬視場照相機3和先進的照相機，在一年的時間內拍攝了這些星系的可見光和紫外光圖像，以及它們最龐大的年輕恆星和星團。研究人員還添加了檔案可見光圖像，以提供完整的圖片。星團目錄包含了大約8000個年輕星團，它們的年齡在100萬到5億歲之間。這些恆星群的質量是我們銀河系中最大的星團的10倍。恆星目錄包含了大約3900萬顆恆星，它們的質量至少是我們太陽的5倍。可見光圖像中的恆星有100萬到幾十億年的歷史;最年輕的恆星，在100萬到1億歲之間，在紫外線中很突出。

研究人員解釋說，哈勃數據提供了分析這些星系的所有信息。還提供計算機模型來幫助天文學家解釋恆星和星團的數據。例如研究人員可以研究恆星的形成是如何在一個特定的星系或一組星系中發生的。它們可以把星系的性質與它們的恆星形成聯繫起來。他們可以推導出星系的恆星形成歷史。這些紫外光圖像也可以幫助天文學家鑒別出數據中發現的超新星的恆星。這項調查可能幫助天文學家解答的一個關鍵問題是恆星形成與構成星系的主要結構(如旋臂)之間的聯繫。

這六幅圖像代表了附近星系中恆星形成區域的多樣性。圖片：NASA, ESA, and the LEGUS team

當我們觀察一個旋渦星系時，通常不會看到恆星的隨機分布。這是一個非常有序的結構，無論是旋臂還是環，尤其是最年輕的恆星群。另一方面，有多個相互競爭的理論將單個恆星團中的單個恆星與這些有序結構聯繫起來。通過觀察星系在非常細微的細節——恆星簇——同時也顯示了與更大的結構的聯繫，我們正在試圖確定在星系內恆星群的排列下的物理參數，獲取氣體和恆星形成的最終聯繫是理解星系演化的關鍵。歐洲空間局(ESA)和太空望遠鏡科學研究所的團隊成員琳達·史密斯補充說：我們正在研究環境的影響，特別是星團的影響，以及它們的生存與周圍環境的關係。

LEGUS的調查還將幫助天文學家解釋遙遠宇宙中星系的觀點，在那裡，由於空間的膨脹，年輕恆星發出的紫外線會延伸到紅外波段。「這些附近星系的恆星和星團的數據將有助於為我們所看到的NASA即將到來的紅外線天文台，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，與ESA和加拿大太空總署(CSA)合作開發。韋布的觀察將是對美國法律觀點的補充。太空觀測站將會穿透塵埃的恆星繭，以揭示嬰兒恆星的紅外線，這在可見光和紫外光的圖像中是看不到的，韋伯將能夠看到恆星形成是如何在星系中傳播的。如果你有關於氣體特性的信息，你就能真正地連接這些點，看看恆星形成的時間和地點。

博科園-科學科普｜來自：ESA /哈勃信息中心

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