遥远深空,一个罕见的圆环!宇宙竟有如此古怪的星系

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。
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
【菜科解读】
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?
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。
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。
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。
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)
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。
哈勃拍摄的NGC1300 棒旋星系
NGC 5457 风车星系 螺旋星系
M87星系则为椭圆星系
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。
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。
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。
#p#分页标题#e#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和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。
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。
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。
G3位置
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。
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。
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。
中红外局部
中红外局部
#p#分页标题#e#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。
双鼠星系 NGC4676
触须星系 NGC4038
遥远星系中发现一个黑洞正在反复蚕食一颗类似太阳的恒星
该物体预示着一个快速科学的新时代,这是由一种分析卫星X射线望远镜 XRT数据的新方法实现的。
Swift的硬件、软件及其国际团队的技能使其能够在其一生中适应新的天体物理学领域,英国莱斯特大学的天体物理学家、Swift团队的长期成员Phil Evans说。
尼尔·格里尔斯,这个与任务同名的人,监督并鼓励了许多这样的转变。
现在,有了这种新的能力,它可以进行更酷的科学研究。
埃文斯领导了一项关于这颗不幸的恒星及其饥饿黑洞的研究,统称为雨燕J023017.0+283603 或简称雨燕J0230,该研究发表在9月7日的《自然天文学》上。
当一颗恒星离一个巨大的黑洞太近时,重力会产生强烈的潮汐,将这颗恒星分裂成一股气流。
前缘围绕黑洞摆动,后缘逃离系统。
这些破坏性事件被称为潮汐扰乱事件。
天文学家认为它们是碎片与已经围绕黑洞运行的物质盘碰撞时产生的多波长光的耀斑。
最近,天文学家一直在研究这种现象的变化,他们称之为部分或重复的潮汐中断。
在这些事件中,每当轨道运行的恒星经过黑洞附近时,恒星就会向外凸出并脱落物质,但仍然存在。
这个过程一直重复,直到恒星失去太多气体,最后分裂。
单个恒星和黑洞系统的特征决定了科学家观察到的发射类型,从而产生了一系列可以分类的行为。
以前的例子包括每114天发生一次的爆发,可能是由一颗围绕质量为太阳7800万倍的黑洞运行的巨星引起的。
另一个围绕一个质量是太阳40万倍的黑洞每9小时重现一次,很可能是由一个叫做白矮星的轨道恒星煤渣引起的。
雨燕J0230发生在5亿光年以外的一个名为2MASX J02301709+2836050的星系中,由夏威夷的Pan-STARRS望远镜拍摄。
鸣谢:uux.cn/尼尔·波尔研究所/丹尼尔·马莱萨尼2022年6月22日,XRT首次捕获雨燕J0230。
它在大约5亿光年外的北三角座星系中发光。
斯威夫特的XRT大约每隔几周就观察到同一地点的另外九次爆发。
埃文斯和他的团队提出,雨燕J0230是一颗类似太阳的恒星围绕一个质量超过20万倍太阳的黑洞运行时的重复潮汐扰动。
他们估计这颗恒星每经过一次就会失去大约三个地球质量的物质。
这个系统在其他类型的可疑重复破裂之间提供了一座桥梁,并允许科学家模拟不同恒星类型和黑洞大小之间的相互作用如何影响我们观察到的东西。
我们在雨燕的紫外线/光学望远镜收集的数据中搜索了又搜索,寻找事件变亮,伦敦大学学院穆拉德空间科学实验室 MSSL的研究员爱丽丝·布里维尔德说,她从卫星发射前就开始研究仪器。
但是没有任何迹象。
银河系的可变性完全体现在X射线上。
这有助于排除一些其他潜在的原因。
雨燕J0230的发现之所以成为可能,要归功于Evans开发的一种新的自动搜索XRT观测的方法,称为雨燕X射线瞬态探测器。
在该仪器观察到一部分天空后,数据被传输到地面,该程序将其与同一地点以前的XRT快照进行比较。
如果X射线天空的这一部分发生了变化,科学家就会收到警报。
在雨燕J0230的情况下,埃文斯和他的同事能够迅速协调该地区的其他观测。
Swift最初被设计用来研究伽马射线爆发,这是宇宙中最强大的爆炸。
然而,自卫星发射以来,科学家们已经认识到它有能力研究一系列天体,如潮汐破裂和彗星。
雨燕J0230是在菲尔启动他的计划后大约两个月才被发现的,位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的该任务首席研究员s·布拉德利·岑科说。
这对探测器识别其他瞬态事件的能力以及Swift未来探索新的科学空间来说是一个好兆头。
戈达德与宾夕法尼亚州立大学、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室和弗吉尼亚州杜勒斯的诺斯罗普·格鲁曼航天系统公司合作管理雨燕任务。
其他合作伙伴包括莱斯特大学、MSSL大学、意大利布雷拉天文台和意大利航天局。
詹姆斯·韦伯宇宙望远镜捕捉到遥远宇宙岛太阳形成的第一阶段
这五个被放大的宇宙岛距离我们如此之远,以至于我们可以像宇宙在150亿年前一样观察它们。
今天,宇宙有137亿年的古代。
Credit: Image adapted from image release by 美国宇航局, ESA, CSA, STScI(神奇的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(by Stockholm University):由于詹姆斯·韦伯宇宙望远镜第一次拍摄到宇宙岛团的图像,研究人员第一次能够研究宇宙岛内部非常紧凑的星团结构,即所谓的星团。
斯德哥尔摩大学的研究人员在《皇家天文学会月刊》上发表了一篇论文,研究了遥远宇宙岛中太阳形成的第一阶段。
“正如爱因斯坦1915年所预测的那样,我们所研究的宇宙岛团是如此很大,以至于它们会弯曲穿过其中心的光线。
这反过来又产生了一种放大镜效应:背景宇宙岛的图像被放大了,”斯德哥尔摩大学天文系的Adélaïde Claeyssens解释道,他是这项研究的重要作者之一。
放大镜效应,加上詹姆斯·韦伯宇宙望远镜的分辨率,使得研究人员能够探测到太阳团,非常紧凑的宇宙岛结构。
这些观测结果使研究人员能够以前所未有的方式研究大爆炸后几百万年宇宙岛团形成、演化和宇宙岛增长之间的联系。
斯德哥尔摩大学奥斯卡·克莱因中心的安吉拉·阿达莫说:“詹姆斯·韦伯宇宙望远镜的图像显示,我们现在可以在非常遥远的宇宙岛中探测到非常小的结构,我们可以在这些宇宙岛中的许多宇宙岛中看到这些团块。
该望远镜改变了整个研究领域的游戏规则,帮助我们了解宇宙岛是怎么形成和演化的。
”,这项研究的重要作者之一。
论文中研究的最古老的宇宙岛是如此遥远,以至于我们看到了130亿年前的样子,当时宇宙只有6.8亿年。
这项研究题为“最小尺度的太阳形成;SMACS0723星团群的JWST研究”,发表在《皇家天文学会月刊》上。