太空中的蝌蚪

長相奇特的星系讓我們瞥見銀河系年輕時的相貌。

撰文/克洛斯威 (Ken Croswell)
翻譯/洪艾彊

仙女座星系還有我們的銀河系,都是屬於比較光亮且巨大的螺旋星系,它們是藉由併吞其他較小的星系和攫掠周遭太空的氣體,才能形成這副模樣。根據最新針對奇特「蝌蚪」星系的觀測,我們得以了解銀河系那佈滿恆星、同時也是地球與太陽所處的明亮盤面如何形成。


蝌蚪星系是在1990年代首次發現,有著孕育無數明亮恆星的頭部,和一條黯淡的長尾巴。大部份蝌蚪星系距離我們約數十億光年,顯示它們主要誕生於宇宙形成初期。由於它們離地球如此遙遠,在觀測上有一定的難度。


西班牙加納利群島天文物理研究所的艾梅達(Jorge Sanchez Almeida)和同事仔細分析七個較近(距地球不到六億光年)的蝌蚪星系。藉由位在拉帕馬島的望遠鏡觀測到的數據,這群天文學家測出個別蝌蚪星系不同部位的速度,證明蝌蚪星系和螺旋星系的盤面一樣,不停在旋轉。


但天文學家同時驚訝地發現,蝌蚪星系黯淡尾巴的氧含量比明亮的頭部高,這和銀河系的分佈情況相反。由於氧通常存在大質量恆星內部,藉由爆炸才釋放出來,所以銀河系的氧主要集中在充滿恆星的中央亮區。艾梅達說:「蝌蚪星系的氧分佈非常奇怪。」


為了解釋這個驚奇的發現,他們在4月10日的《天文物理期刊》中指出,大霹靂後僅產生遠比氧輕許多的元素,自那時起原始的星際氣體並沒有顯著改變,在這樣的情況下,當缺乏氧的氣流撞擊初生的盤面,促成該區域的恆星誕生,便形成了蝌蚪星系那明亮卻缺氧的頭部。


如果這個想法正確,太空中的蝌蚪剛好和地球上的蝌蚪一樣,同屬發育中的早期形貌。小組成員之一、IBM研究部門的艾爾米格林(Bruce Elmegreen)說:「我們的銀河系以前極可能也經歷過這個階段。」他認為蝌蚪星系呈現出,數十億年前巨大螺旋星系是如何從周遭捕捉氣體來製造旋轉盤面上的恆星,最終導致如同今日我們銀河系般的超級星系。



【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2013年第136期6月號】


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