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遥远深空,一个罕见的圆环!宇宙竟有如此古怪的星系

 小手空空 2023-03-01 发表于北京

仰望星空,你有没有想过我们看到的点点繁星,它们都是什么呢?

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甚大望远镜头顶的星空

这些星星有太阳系内的行星、银河系内的恒星,以及一些银河系之外的星系。

星系,在我们的印象中都是具有旋臂的螺旋形状。

比如,仙女座星系。

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哈勃拍摄的仙女座星系

但,宇宙中星系的形状并不是如此单一,它们有好多种类,以及一些奇怪的样子。

比如这期我们说的车轮星系。

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詹姆斯.韦伯望远镜拍摄的车轮星系

车轮星系距离我们大约5亿光年,位于玉夫座,1941年首次由兹维基发现。

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兹维基

从照片我们可以看出,车轮星系最大的特点是:它具有两个环(中心环和外围环),环与环有类似车轮辐条的结构连接。

星系的分类

1926年,天文学家哈勃根据视觉特征,将星系分为三大类型:椭圆星系、旋涡星系以及透镜星系。第四种则是形状看起来不规则的不规则星系

漩涡星系根据星系中心的结构又可分为:螺旋星系(中心为圆)和棒旋星系(中心为棒状结构)

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哈勃序列

左椭圆星系(E0-E7)和透镜状星系(S0),右上螺旋星系(Sa-Sc)和右下棒旋星系(SB)

我们所在的银河系就是属于漩涡星系中的棒旋星系,虽然我们无法查看银河系的全貌,但根据中心恒星的分布,已经有证据表明,银河星中心是为棒状结构。

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哈勃拍摄的NGC1300 棒旋星系

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NGC 5457 风车星系 螺旋星系

M87星系则为椭圆星系

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M87星系,蓝色光柱为中心黑洞喷出的喷流

银河系附近的大小麦哲伦星系则是不规则星系。

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智利望远镜上空的银盘 左侧可以看到大小麦哲伦星系

那么除了这些常见的星系,宇宙还存在一些特别类型的星系,比如环状星系

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这张图片是由哈勃拍摄的一个正视面的环状星系。这个环状星系距离我们大约6亿光年,巧合的是,在环的一点钟方向,我们还可以看到一个更远的环状星系。

这种星系是由美国的天文学家亚瑟霍格于1950年首次发现。所以我们也称这种星系为霍格天体。

环状星系其最大的特点是:它的星系盘和核心是分开的,这看起来星系本体好像是由两个部分组成,一个由气体尘埃组成的圆环一个球形的明亮核心

车轮星系

对比环状星系我们可以发现,车轮星系是将外环与内环连接了起来。

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哈勃拍摄的车轮星系

车轮星系的两个环:一个是由气体尘埃压缩形成大量恒星的外环、一个则是包裹着明亮核心的内环。

外环和内环之间连接的部分我们称长为光学臂,它看起来好像车轮的辐条,车轮星系因此得名。

这种奇特的结构被认为是在数亿年前由一个较小的星系洞穿所形成,也就是,这种奇特的形状是由星系的碰撞所形成。

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车轮星系形成示意

所以,车轮星系曾经也是一个正常的螺旋星系,但在大约三四亿年前,一个较小的星系从其中心穿过,这种强大的力量造成了巨大的引力冲击,以及强烈的星爆,使得星系中恒星的轨迹以及气体尘埃发生了改变。

但这种冲击波并没有撕碎星系盘中的旋臂,旋臂只是发生了扭曲,所以最终,则有了现在这种奇特的结构。

那通过对中性氢的观测,天文学家认为,在车轮星系附近一个被称为G3的星系,应该就是那个洞穿它的子弹星系。

因为它们的中性氢轨迹是相连的。

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G3位置

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中性氢轨迹

车轮星系旁边的星系为G1和G2,G3看着好像很远,这样的距离看起来它与车轮星系没有什么联系,但实际上,它才是这一切的“真凶”。

碰撞过后,车轮星系目前也正在努力的恢复螺旋形状,它外围的气体尘埃正在形成旋臂向着中心靠拢。

韦伯眼中的车轮星系

2022年8月,詹姆斯韦伯望远镜的研究团队公布了韦伯拍摄的车轮星系。

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韦伯为红外望远镜,所以比起哈勃的拍摄,它会发现以前无法发现的结构。

韦伯的近红外波段拍到了比哈勃之前更多的恒星,中红外拍到了更细节的气体尘埃分布

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中红外波段

韦伯的中红外可以清晰的看到一系列的车轮辐条,它们形成了星系的骨架,这些辐条由碳氢和其他化合物组成,这些物质为中心超大质量黑洞提供着营养。

在中红外的背景中除了车轮星系,我们还可以看到更加遥远的星系,就是那些微弱的小点,距离近的星系显示为蓝色,距离远的,则是绿色和红色。这是宇宙膨胀拉长波长的结果。

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中红外局部

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中红外局部

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中红外局部

车轮星系来源于星系的碰撞,而每个碰撞星系都会存在不同的效果,从而产生不同的结构。

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双鼠星系 NGC4676

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触须星系 NGC4038

我是腾宝,一个热爱天文的科普创作者,还希望大家多多关注与支持。

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