环状星系R5519可能是在早期宇宙中两个星系发生大规模灾难

科技 2020-05-26 11:02:48

环状星系R5519可能是在早期宇宙中两个星系发生大规模灾难性碰撞时形成的。

两个星系之间猛烈而灾难性的碰撞形成了一个极其罕见的环状星系,距离地球约110亿光年。这个巨大的、形似甜甜圈的星系正在其巨大的环中以比我们的母星系快50倍的速度制造恒星,这为它赢得了一个不祥的绰号:宇宙“火环”,约翰尼和琼·卡什肯定会喜欢这个绰号。

在周二发表于《自然天文学》(Nature Astronomy)杂志上的一篇论文中,一个由国际科学家组成的团队详细描述了R5519环状星系的细节。这篇论文是在对哈勃太空望远镜(Hubble Space telescope)和夏威夷凯克天文台(W.M. Keck observatory)的数据进行梳理后发现的。在数据集中检测到的近4000个星系中,R5519是最亮的星系之一,呈现出清晰的环状结构。因此,研究小组进行了进一步的调查,并很快意识到他们发现了一些不寻常的东西。

“这是一个非常奇怪的物体,一个我们从未见过的物体,”澳大利亚斯文本大学天文学家、该研究的第一作者袁天天说。“这个星系中的巨大黑洞是由与另一个星系的正面碰撞造成的。”

通过研究R5519的特征,Yuan和她的团队开始寻找它是如何形成的线索。他们排除了引力透镜效应或星系合并的不寻常结构,并在附近发现了一个伴星星系——G5593。他们怀疑这个宇宙邻居就是可能在4000万年前与R5519相撞的“入侵者”星系。

这两个星系肯定是迎头相撞的——一个星系的靶心——很可能在R5519中已经存在一个恒星盘。当G5593俯冲穿过银河系时,它通过内部将圆盘撕裂,一波恒星从中心膨胀开来,如上图所示。

“碰撞形成的环状星系需要在碰撞发生前在‘受害者’星系中存在一个薄圆盘,”澳大利亚国立大学的天文学家、该论文的合著者肯尼斯·弗里曼(Kenneth Freeman)在一份声明中说。

如果R5519是由一次巨大的碰撞引起的,那将使它成为一种极其罕见的宇宙现象。在局部宇宙中,每1000个星系中只有一个是这样形成的。值得注意的是,早期宇宙要拥挤得多,所以人们认为这种碰撞可能更常见。袁认为,数据说明了一个不同的故事。

“以前,人们认为我们会在年轻的宇宙中发现更多这样的碰撞环星系,这仅仅是因为那时有更多的碰撞,”她说。“我们发现情况并非如此。”

袁说,关于火之环,仍有一些“未解之谜”。“我们不知道这枚戒指是碰撞后的第一枚戒指,还是第二枚戒指。”她从W.M.凯克那里获得了进一步的数据来解决这个问题。

天文学家将不得不收集更多的数据来确定这个环是由碰撞引起的,而不是由自然进化引起的。这篇论文的作者写道,NASA即将发射(最近组装)的詹姆斯·韦伯太空望远镜所完成的成像将能够解决任何悬而未决的问题。袁说,她已经发现了另一个可能由正面碰撞形成的环状星系,这个星系比“火环”还要古老10亿年。

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