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那不是噪点那是4000亿个太阳

2019/11/09 来源:濮阳汽车网

导读

地面望远镜拍摄的仙女座大星系。NASA / 数字化巡天2期星系是由恒星组成的“岛宇宙”。它们或呈漩涡状,或呈椭球状,也有许多星系的外形是

那不是噪点那是4000亿个太阳

地面望远镜拍摄的仙女座大星系。NASA / 数字化巡天2期

星系是由恒星组成的“岛宇宙”。它们或呈漩涡状,或呈椭球状,也有许多星系的外形是不规则的。但它们大多离我们十分遥远,因此即便是威力最强大的望远镜,也没法将大部分河外星系,尤其是大星系中的单颗恒星解析出来。

但仙女座大星系(M31)已经成为例外。它包括大约2000亿至4000亿颗恒星,是离我们最近的一个河外大星系,距离地球大约250万光年。在黝黑的夜空中,我们用肉眼就能看到它的身形。仙女座星系在天空中可以占到6个满月的直径,不过它的外围区域十分昏暗,只能用望远镜进行观测。

而在阔别大气层的地方,哈勃太空望远镜早在多年前,就已拍到了M31中的单颗恒星。

下面四张照片展现了仙女座大星系盘面边缘、晕内部,和一条由星系合并残留下来的星流中的恒星。

我们在照片中看到的,是一个前所未见的漩涡星系。我们从中可以领会到,星系的主要特点其实并不是恒星,而是恒星之间的巨大空隙。正因如此,我们看到的并不只有仙女座大星系内的恒星,或前景中寥寥可数的银河系恒星;我们还能穿越仙女座大星系,看到它背后更加遥远的宇宙。

这四张照片表面上大同小异,但仔细分析便可以发现许多重要的差异。

那不是噪点那是4000亿个太阳

仙女座大星系晕中的恒星(图C)。NASA / ESA

那不是噪点那是4000亿个太阳

仙女座大星系晕中的恒星(图D)。NASA / ESA

从M31的两张晕照片(图C、图D)中我们可以发现,那里的恒星密度最低。晕(halo)是包围着星系的一个巨大球状区域。那里的恒星数量相对很少,但通过测定星系的自转速度,我们发现那里可能存在着大量看不见的暗物质。

与此同时,仙女座大星系盘面边缘(图A)和星流区(图B)的两张照片,则显示出那里聚集着密度较高的恒星。在照片中,它们的数量远超遥远的背景星系。星系的盘面内包括了恒星密度较高的旋臂,以及旋臂间恒星密度较低的、亮度较低的空隙。而星流则是一条自盘面向外延伸的结构,可能是远古时期一个较小的星系被仙女座大星系吞并后残留下来的遗址。

仙女座大星系盘面边沿处的恒星(图A)。NASA / ESA

仙女座大星系星流中的恒星(图B)。NASA / ESA

这四张照片是哈勃太空望远镜在2004至2007年间拍摄的。人们对仙女座星系内的各类恒星进行了广泛研究,它们中既包括昏暗的、和我们的太阳类似的主序星,也包括较明亮的天琴座RR变星。通过这样的测定,天文学家可以获知仙女座星系各部分恒星的化学成份和年龄的差异。

这张图中标出了上面4张照片拍摄的区域。NASA / 数字化巡天2期

为了取得清晰的影象,哈勃太空望远镜要针对某一区域进行长时间曝光,然后再将各部分拼成完整的照片。而作为一种意外的收获,照片中还出现了大量昏暗的背景星系,它们在通常的照片中可是看不到的。

星系主体部份由于恒星密度太高,那里的单颗恒星很难被解析出来。但在2015年1月哈勃太空望远镜发布的有史以来分辨率最高的仙女座大星系局部照片中,我们惊喜看到,在图中4万光年的星系盘面区域内,拥堵着1亿多颗单独恒星,以及最少几千个星团。

有史以来分辨率最高的仙女座大星系照片(局部)。NASA / ESA

上面这张图片是经过缩小的,如果1比1看,会是这样的:

仙女座大星系主体内的恒星(局部)。NASA / ESA

它们不是噪点,它们是仙女座大星系内2000亿至4000亿颗恒星中的一部分。而且,还不是星系中恒星密度最高的区域。靠近星系中心处的恒星密度是这样的:

仙女座大星系主体内的恒星(靠近星系中心处)。NASA / ESA

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