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利用美国宇航局哈勃太空望远镜无与伦比的锐度和光谱范围，一个国际天文学家团队正在发布对附近恒星形成星系的最全面、高分辨率的紫外线光调查。研究人员将哈勃的新观测资料与哈勃望远镜拍摄的50颗恒星形成螺旋星系和矮星系结合在一起，为了解恒星形成和星系演化的复杂性提供了一个庞大而广泛的资源。该项目被称为“遗产外展紫外线调查”(LEGUS)，已经收集了30个星系的星系团和星团目录，以及星系本身的图像。这些数据提供了关于年轻、大质量恒星和星团的详细信息，以及它们的环境如何影响它们的发展。
这张照片显示的是星系NGC 6744，距离地球约3000万光年。图片：NASA, ESA, and the LEGUS team
马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的调查负责人Daniela Calzetti解释说：以前从来没有一个星团和一个恒星目录，包括在紫外光下的观测。紫外光是最年轻和最热门的恒星群的主要追踪物，天文学家们需要从这些恒星中获得恒星的年龄，并获得一个完整的恒星历史。这两个目录的协同作用为了解恒星形成提供了前所未有的潜力。马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的团队成员埃琳娜·萨比(Elena Sabbi)说：恒星如何形成仍然是天文学中一个棘手的问题。
我们从宇宙获得的大部分光来自恒星，但我们仍然不能理解恒星形成的许多方面。这甚至是我们存在的关键——我们知道，如果我们周围没有恒星，生命就不会存在。该研究小组仔细挑选了500个星系中的“LEGUS”目标，这些星系是根据地面调查编制的，距离地球1100万到5800万光年。团队成员根据他们的质量、恒星形成率和比氢和氦重的元素的丰度来选择星系。美国宇航局的星系演化探测器(GALEX)收集的紫外天体目录也为哈勃望远镜的研究奠定了基础。
UGCA 281是一颗蓝色致密矮星系，位于猎犬星座内，图片：NASA, ESA, and the LEGUS team
研究小组使用了哈勃的宽视场照相机3和先进的照相机，在一年的时间内拍摄了这些星系的可见光和紫外光图像，以及它们最庞大的年轻恒星和星团。研究人员还添加了档案可见光图像，以提供完整的图片。星团目录包含了大约8000个年轻星团，它们的年龄在100万到5亿岁之间。这些恒星群的质量是我们银河系中最大的星团的10倍。恒星目录包含了大约3900万颗恒星，它们的质量至少是我们太阳的5倍。可见光图像中的恒星有100万到几十亿年的历史;最年轻的恒星，在100万到1亿岁之间，在紫外线中很突出。
研究人员解释说，哈勃数据提供了分析这些星系的所有信息。还提供计算机模型来帮助天文学家解释恒星和星团的数据。例如研究人员可以研究恒星的形成是如何在一个特定的星系或一组星系中发生的。它们可以把星系的性质与它们的恒星形成联系起来。他们可以推导出星系的恒星形成历史。这些紫外光图像也可以帮助天文学家鉴别出数据中发现的超新星的恒星。这项调查可能帮助天文学家解答的一个关键问题是恒星形成与构成星系的主要结构(如旋臂)之间的联系。
这六幅图像代表了附近星系中恒星形成区域的多样性。图片：NASA, ESA, and the LEGUS team
当我们观察一个旋涡星系时，通常不会看到恒星的随机分布。这是一个非常有序的结构，无论是旋臂还是环，尤其是最年轻的恒星群。另一方面，有多个相互竞争的理论将单个恒星团中的单个恒星与这些有序结构联系起来。通过观察星系在非常细微的细节——恒星簇——同时也显示了与更大的结构的联系，我们正在试图确定在星系内恒星群的排列下的物理参数，获取气体和恒星形成的最终联系是理解星系演化的关键。欧洲空间局(ESA)和太空望远镜科学研究所的团队成员琳达·史密斯补充说：我们正在研究环境的影响，特别是星团的影响，以及它们的生存与周围环境的关系。
LEGUS的调查还将帮助天文学家解释遥远宇宙中星系的观点，在那里，由于空间的膨胀，年轻恒星发出的紫外线会延伸到红外波段。“这些附近星系的恒星和星团的数据将有助于为我们所看到的NASA即将到来的红外线天文台，詹姆斯·韦伯太空望远镜，与ESA和加拿大太空总署(CSA)合作开发。韦布的观察将是对美国法律观点的补充。太空观测站将会穿透尘埃的恒星茧，以揭示婴儿恒星的红外线，这在可见光和紫外光的图像中是看不到的，韦伯将能够看到恒星形成是如何在星系中传播的。如果你有关于气体特性的信息，你就能真正地连接这些点，看看恒星形成的时间和地点。
博科园-科学科普｜来自：ESA /哈勃信息中心
