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美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡看到星系與銀河系相撞的后果

美國

據美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心：一個關于生存的故事正在我們銀河系的外圍展開 ， 美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡正在見證這一傳奇 。
大麥哲倫星云 ， 也稱為LMC ， 是銀河系最近的鄰居之一 。這個矮星系在南部夜空中若隱若現，其視直徑是滿月的20倍 。
許多研究人員推測，LMC并不在我們銀河系的軌道上，而是剛剛經過 。這些科學家認為，LMC剛剛完成了最接近質量更大的銀河系的過程 。這條通道吹走了圍繞LMC的大部分球形氣體暈 。
現在，天文學家首次能夠測量LMC光環的大小——這是他們只能用哈勃望遠鏡才能做到的 。在《天體物理學雜志快報》即將發表的一項新研究中，研究人員驚訝地發現它非常小，直徑約為50000光年 。這比LMC質量的其他星系的光環小10倍左右 。它的致密性“講述”了它與銀河系相遇的故事 。
“LMC是一個幸存者，”巴爾的摩歐洲航天局AURA/STScI的Andrew Fox說，他是觀測的首席研究員 ?！氨M管它失去了很多氣體，但它有足夠的剩余氣體來繼續形成新的恒星 。因此，新的恒星形成區仍然可以被創造出來 。一個較小的星系不會持續下去——不會留下氣體，只剩下一堆老化的紅星 。”

美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡看到星系與銀河系相撞的后果


這位藝術家的概念圖顯示了大麥哲倫星云（LMC）在前景中穿過質量更大的銀河系的氣態暈 。這次相遇吹走了圍繞LMC的大部分球形氣體暈，如彗星尾部的拖尾氣流所示 。盡管如此，一個緊湊的光環仍然存在，科學家們預計這個殘留的光環不會消失 。該團隊利用28個類星體的背景光對光環進行了調查，這是一種異常明亮的活動星系核，像燈塔一樣照耀著整個宇宙 。他們的光使科學家能夠通過吸收背景光間接“看到”中間的暈圈氣體 。這些線條代表了哈勃太空望遠鏡通過LMC氣體從其繞地球軌道到遙遠類星體的視圖 。圖像：美國國家航空航天局、歐洲航天局、拉爾夫·克勞福德（STScI）
盡管磨損情況更糟，但LMC仍然保留著一個緊湊、短粗的氣體光環——如果它的質量較小，它就無法靠引力保持這種光環 。LMC的質量是銀河系的10%，比大多數矮星系都要重 。
“由于銀河系自身的巨大暈 ， LMC的氣體被截斷或淬滅，”STScI的Sapna Mishra解釋說，他是記錄這一發現的論文的主要作者 。“但即使與銀河系發生了這種災難性的相互作用 ， LMC也能夠保留10%的光環，因為它的質量很高 。”
一個巨大的吹風機
由于一種稱為柱塞壓力剝離的現象，LMC的大部分光環被吹走了 。銀河系的稠密環境對即將到來的LMC產生了反作用力，并在矮星系后產生了氣體尾跡，就像彗星的尾巴一樣 。
?？怂拐f：“我喜歡把銀河系想象成一個巨大的吹風機，當LMC進入我們體內時，它會把氣體吹走 ?！??！般y河系正在大力推回，以至于撞擊壓力已經剝離了LMC光環的大部分原始質量 。只剩下一點點，這就是我們現在看到的這種小而緊湊的殘留物 。”
隨著沖壓壓力推開LMC的大部分光環，氣體速度減慢，最終將落入銀河系 。但由于LMC剛剛越過其最接近銀河系的距離，并再次向外進入深空，科學家們預計整個光環不會消失 。
只有哈勃
為了進行這項研究，研究小組分析了STScI米庫爾斯基太空望遠鏡檔案館的紫外線觀測結果 。大多數紫外線被地球大氣層阻擋，因此無法用地面望遠鏡觀測到 。哈勃是目前唯一一臺能夠探測到這些波長光的太空望遠鏡，因此這項研究只能通過哈勃進行 。
該團隊利用28個明亮類星體的背景光對光環進行了調查 。類星體是最明亮的活動星系核類型，據信是由超大質量黑洞驅動的 。它們像燈塔燈塔一樣閃閃發光 ， 使科學家能夠通過吸收背景光間接“看到”中間的暈圈氣體 。類星體存在于整個宇宙中，與我們的星系相距甚遠 。

美國國家航空航天局的哈勃望遠鏡看到星系與銀河系相撞的后果


這位藝術家的概念圖展示了大麥哲倫星云（LMC）與銀河系氣態暈的相遇 。在右側中間的頂部面板中 ， LMC開始穿過我們銀河系質量更大的光環 。明亮的紫色弓形激波代表了LMC暈的前緣，隨著銀河系暈對即將到來的LMC的推回，LMC暈被壓縮 。在中間的面板中，部分光環被剝離，并被吹回一股流動的氣體尾巴，最終會降落到銀河系中 。下圖顯示了這種相互作用的進展，因為LMC的彗星狀尾巴變得更加清晰 。一個緊湊的LMC光環仍然存在 。由于LMC剛剛過了它最接近銀河系的距離 ， 并且正在再次向外移動到深空，科學家們預計殘留的光環不會消失 。圖像：美國國家航空航天局、歐洲航天局、拉爾夫·克勞福德（STScI）
科學家們利用哈勃宇宙起源光譜儀（COS）的數據 ， 通過吸收背景類星體發出的特定顏色的光來檢測光環氣體的存在 。光譜儀將光分解為其組成波長，以揭示物體狀態、溫度、速度、數量、距離和成分的線索 。利用COS ， 他們測量了LMC周圍氣體的速度 ， 這使他們能夠確定暈的大小 。
由于其質量和靠近銀河系，LMC是一個獨特的天體物理實驗室 。觀察LMC與我們星系的相互作用有助于科學家了解早期宇宙中發生的事情 ， 當時星系靠得更近 。這也表明星系相互作用的過程是多么混亂和復雜 。
展望未來
該團隊接下來將研究LMC光環的前側，這是一個尚未探索的區域 。
“在這個新項目中，我們將探測LMC光環和銀河系光環碰撞區域的五條視線 ， ”哈佛大學和史密森學會天體物理中心的合著者Scott Luckhini說 ?！斑@是光環被壓縮的位置，就像兩個氣球相互推擠一樣 ?！?br>哈勃太空望遠鏡已經運行了三十多年，并繼續取得突破性的發現，這些發現塑造了我們對宇宙的基本理解 。哈勃是美國國家航空航天局和歐洲航天局（ESA）之間的國際合作項目 。位于馬里蘭州格林貝爾特的美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心負責管理望遠鏡和任務操作 。位于科羅拉多州丹佛市的洛克希德·馬丁航天公司也支持戈達德的任務操作 。馬里蘭州巴爾的摩的太空望遠鏡科學研究所由天文學研究大學協會運營 ， 為美國國家航空航天局進行哈勃科學操作 。