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銀河系鄰居大麥哲倫星系遭「吹乾」 哈伯望遠鏡揭密宇宙碰撞

圖片顯示大麥哲倫星系(LMC)穿越銀河系氣體暈圈的示意圖。圖中前景是大麥哲倫星系,它正穿過銀河系更大質量氣體暈圈,這場遭遇導致大麥哲倫星系 (圖下)周圍大部分的氣體暈圈被剝離,就像彗星的尾巴一樣。(取自NASA官網)

圖片顯示大麥哲倫星系(LMC)穿越銀河系氣體暈圈的示意圖。圖中前景是大麥哲倫星系,它正穿過銀河系更大質量氣體暈圈,這場遭遇導致大麥哲倫星系 (圖下)周圍大部分的氣體暈圈被剝離,就像彗星的尾巴一樣。(取自NASA官網)

2024/11/20 09:37

〔編譯陳成良/綜合報導〕哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)再度為天文學界帶來震撼發現,首次捕捉到大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud, LMC)與銀河系「擦肩而過」的宇宙場景。最新研究顯示,這次星系交互作用引發的「宇宙吹風」效應,使LMC周圍大部分的氣體暈圈(halo)被銀河系「吹乾」,揭示了星系碰撞的複雜性與演化過程。

大麥哲倫星系是銀河系最接近的鄰居之一,雖然其質量僅有銀河系的10%,但其在南半球夜空中約為滿月的20倍直徑,極為顯眼。多數科學家認為,LMC並非長期環繞銀河系,而是在近代才接近銀河系並掠過一段距離後逐漸遠離。這次掠過導致其周圍大量氣體被銀河系剝離,形成如同彗星尾巴般的氣體尾跡。

美國知名科技網站《物理學家組織》(PhysOrg)報導,天文學家利用哈伯望遠鏡精確測量LMC的氣體暈圈,發現其直徑僅約5萬光年,遠小於其他同等質量星系的暈圈,僅為其十分之一。這顯示出LMC與銀河系之間的劇烈交互作用。

來自史密森天體物理中心(STScI)的研究者米斯拉(Sapna Mishra)指出,銀河系巨大的氣體暈圈對LMC產生「阻擋壓力剝離」(ram-pressure stripping)效應,猶如強力吹風機,迅速吹散其周圍氣體。然而,儘管損失大量氣體,LMC憑藉自身質量保留部分氣體,繼續支持新恆星的形成。

研究團隊透過哈伯望遠鏡的宇宙起源光譜儀(COS),利用28個明亮類星體(quasars)作為背景光源,分析LMC氣體暈圈的組成及速度。類星體如同宇宙燈塔,光線穿過暈圈時特定波長會被吸收,光譜資料成為研究暈圈特性的關鍵。由於地球大氣層阻擋大部分紫外光,哈伯望遠鏡成為唯一能進行這類觀測的工具。

哈伯望遠鏡的觀測顯示,儘管LMC受銀河系影響失去大部分氣體,其殘留的氣體暈圈仍足以支撐新恆星誕生。這項發現對於理解早期宇宙星系的演化具有重要意義,為研究星系交互作用提供了寶貴數據。

LMC的獨特性使其成為研究星系演化的理想「宇宙實驗室」。STScI的天文學家安德魯·福克斯(Andrew Fox)表示:「即便在如此劇烈的交互作用下,LMC仍能保有部分氣體,這對質量較小的星系來說幾乎不可能。」銀河系的「宇宙吹風」效應不僅展現了LMC的韌性,亦揭示了星系間互動的複雜性。

未來研究將深入探討LMC氣體暈圈的正面,特別是在與銀河系暈圈交界處的碰撞地帶。哈佛-史密松天體物理中心的盧奇尼(Scott Lucchini)指出,這些暈圈在碰撞區如同兩個擠壓的氣球,研究其壓縮效應可提供更多星系碰撞的線索。

這項研究已發表於arXiv預印本平台,並即將刊登於《天體物理學快報》(The Astrophysical Journal Letters)。後續觀測將持續揭示LMC與銀河系之間的複雜互動,為我們探索星系如何在早期宇宙中成長與演化提供新視角。

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