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110亿年前的“宇宙火环”被发现!形成于两个星系碰撞,击穿内核

Posted by: 梅呈 2020年7月25日 Leave a comment

编者按:火环星系属于碰撞环星系这个类别,根据其形成时间达到110亿年前,因此R5519星系就成了迄今发现的宇宙中第一个碰撞环星系。

宇宙印象|头条独家 深度科普栏目第1311期

正值SpaceX首次发射载人飞船之际,人类对宇宙的探索也在不断推进,载人飞船可以让人类进入宇宙空间,而望远镜则能让我们看到宇宙的“边缘”。近日,天文学家发现了来自110亿年前的“宇宙火环”,这是一种非常罕见的星系图像,从图中看就像是一个巨大的火环,但你可知道,这也是一种星系,只不过它的形状是圆形的。根据估算,这个火环星系的质量居然接近银河系的质量,与我们银河系所不同的地方在于火环星系中间是镂空的,有个巨大的空洞,就像甜甜圈一样。

从外形上我们也能判断出火环星系中很可能没有超大质量黑洞,它没有一个质量与引力叠加的中心,状态非常不稳定。该星系被命名为R5519星系,中心的空洞直径大约为20亿个天文单位,比M87星系中的超大质量黑洞直径还大300万倍。
R5519星系的存在是个特例,但也能为我们揭示有关星系结构早期演化的机制,让我们明白宇宙中的不规则星系简直是千变万化,有着多种不同的外形。比如棒状星系,就是一个长条形的棒球棍造型;还有球状星系,星系轮廓像个球形;椭圆星系的外形就像个橄榄球,一般情况下由两个螺旋扁平星系碰撞而成。宇宙中最常见的应该是螺旋星系,有着符合形成规律的旋转机制、引力与质量中心。随着星系演化的进行,星系之间会发生相互碰撞,碰撞会产生多种不同的星系造型,这也是我们看到不规则星系的主要原因。

火环星系的形成说明原生星系曾经遭遇过碰撞事件,碰撞导致了星系中心结构缺失。科学家通过夏威夷WM凯克天文台收集的光谱数据、NASA哈勃太空望远镜等平台观测发现,火环星系属于碰撞环星系这个类别,根据其形成时间达到110亿年前,因此R5519星系就成了迄今发现的宇宙中第一个碰撞环星系。碰撞环星系属于环状星系类别,是环状星系较常见的类型,顾名思义是通过与其他星系碰撞形成的。考虑到其存在于110亿年前,也就是宇宙诞生之后的27亿年左右,说明星系在这个时期就已经演化到单个体质量达到银河系的级别。根据对R5519星系内恒星形成速度的分析,其造星速度是银河系的50倍,这说明在110亿年前的宇宙,造星速度非常快,新诞生的恒星都集中周围的环结构上,于是看起来就像是一个火环。

环形星系的形成有两个基本要点:第一个两个星系距离较近,具备发生碰撞的条件;第二碰撞要正对星系中心,且星系盘中心结构要比较“薄”,这样才能将中心结构击穿。星系盘中心结构较薄也意味着R5519星系还不够稳定,在诞生之后不久就遭遇了碰撞。头条独家的宇宙印象认为,R5519星系的碰撞之前应该不是一个螺旋星系,因为螺旋星系的结构是中心盘结构体较厚,有较大的隆起,周围旋臂的物质较为稀疏。R5519星系在碰撞前应该是一个无序的状态,还未形成螺旋星系。宇宙印象为今日头条独家,其他均为假冒,转载均为非法。

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