哈勃捕捉“失落星系”：五千萬光年外的新生恒星在綻放

近日，歐洲航天局與美國宇航局聯(lián)合公布了一張由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝的螺旋星系 NGC 4535 最新影像，這一原本在小型業(yè)余望遠(yuǎn)鏡中幾乎難以辨認(rèn)的“失落星系”，在哈勃鏡頭下展現(xiàn)出壯麗清晰的旋臂結(jié)構(gòu)和大規(guī)模恒星誕生活動(dòng)，被形容為“在宇宙深處重新被點(diǎn)亮”。

NGC 4535 位于室女座方向，距離地球約五千萬光年。盡管這一距離遠(yuǎn)超銀河系的尺度，但在天文學(xué)上仍被劃入“本星系群附近宇宙”的范疇。 由于在地面小口徑望遠(yuǎn)鏡中顯得極其昏暗、細(xì)節(jié)難辨，NGC 4535因此獲得了“失落星系”（Lost Galaxy）的綽號(hào)。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡憑借直徑 2.4 米的主鏡和在地球大氣層之外的觀測優(yōu)勢，可以收集遠(yuǎn)多于地面小型設(shè)備的光子，從而分辨出該星系細(xì)致入微的結(jié)構(gòu)。 在這次發(fā)布的影像中，NGC 4535 的盤面呈現(xiàn)出典型的棒旋星系特征：中央是一條由高密度恒星構(gòu)成的明亮棒狀結(jié)構(gòu)，向外延伸出多條旋臂，如同被拉伸的光之漩渦。

沿著這些旋臂，分布著數(shù)量眾多的年輕星團(tuán)，它們由同一片氣體和塵埃云塌縮形成，呈現(xiàn)出顯眼的明亮藍(lán)色光芒，說明其中恒星溫度高、年齡尚輕。 在這些藍(lán)色恒星周圍，則可見大片泛著粉紅色光輝的電離氣體云——天文學(xué)上稱為 H II 區(qū)，這些區(qū)域由受到大質(zhì)量恒星強(qiáng)烈紫外輻射照射的氫氣構(gòu)成，被加熱后產(chǎn)生特有的輝光，是星系內(nèi)正在進(jìn)行恒星形成活動(dòng)的“霓虹招牌”。

科學(xué)家指出，大質(zhì)量恒星在其短暫的一生中，會(huì)向周圍空間釋放高能輻射并驅(qū)動(dòng)強(qiáng)烈恒星風(fēng)，將周邊物質(zhì)向外吹掃，最終以超新星爆發(fā)的形式結(jié)束生命。 這些劇烈過程不斷攪動(dòng)星際氣體，既清理掉部分物質(zhì)，也為新的塌縮和恒星形成創(chuàng)造條件，在銀河尺度上“雕刻”出復(fù)雜多變的氣體與恒星分布格局。

此次影像還整合了一個(gè)大規(guī)模觀測項(xiàng)目的成果，該項(xiàng)目的目標(biāo)是在本星系群附近宇宙中系統(tǒng)繪制約 5 萬個(gè) H II 區(qū)的位置與性質(zhì)，以此在不同類型星系之間進(jìn)行對比研究。 通過比對這些區(qū)域在螺旋臂、星系盤內(nèi)外以及不同環(huán)境中的分布，研究人員得以更全面地理解恒星形成如何在不同尺度與條件下展開。

NGC 4535 此前曾在 2021 年發(fā)布的哈勃圖像中亮相，成為公眾關(guān)注的經(jīng)典宇宙攝影作品之一。 新公布的這張圖像同樣利用了“PHANGS”項(xiàng)目（“近鄰星系光學(xué)波段、毫米波段與哈勃觀測”計(jì)劃）的觀測數(shù)據(jù)，該項(xiàng)目專注研究年輕恒星與冷分子氣體之間的相互作用，而冷分子氣體正是未來恒星形成的“原料”。

與早期發(fā)布版本相比，新影像特別強(qiáng)化了圍繞大質(zhì)量恒星的星云在生命最初幾百萬年中所呈現(xiàn)的強(qiáng)烈紅光輻射，使星系中的發(fā)光氣體結(jié)構(gòu)更加突出。 通過疊加這些細(xì)節(jié)，天文學(xué)家得以更清晰地描繪出 NGC 4535 中“恒星搖籃”的空間分布和演化過程，為構(gòu)建螺旋星系從氣體到恒星、再到整體結(jié)構(gòu)演化的完整圖景提供關(guān)鍵拼圖。

研究團(tuán)隊(duì)表示，像 NGC 4535 這樣的星系，既是觀測樣本，也是宇宙演化理論的現(xiàn)實(shí)試驗(yàn)場。 隨著更多高分辨率、多波段觀測數(shù)據(jù)的積累，人們有望在未來進(jìn)一步厘清恒星誕生、死亡以及星系形態(tài)演化之間錯(cuò)綜復(fù)雜的因果聯(lián)系，理解這類曾經(jīng)“失落”的星系如何在宇宙歷史長河中一步步點(diǎn)亮自身。

編譯自/ScitechDaily