"星系是极其复杂的系统,我们仍在努力理解它们,"领导玉夫座新研究的欧洲南方天文台(ESO)研究员恩里科·孔久表示。星系的直径可达数十万光年,规模极其庞大,但其演化取决于微观尺度的事件。"玉夫座星系处在理想位置,"孔久解释道,"它足够近,使我们能解析其内部结构并以惊人细节研究其构成要素;同时又足够大,我们仍能将其视为完整系统。"
星系的构成要素——恒星、气体和尘埃——会发出不同颜色的光。因此,星系图像中的色彩层次越丰富,我们就越能了解其内部机制。传统图像仅包含几种颜色,而这幅新的玉夫座图谱却涵盖数千种色彩。这为天文学家提供了所需的一切信息,包括其中恒星、气体和尘埃的年龄、成分及运动状态。
为绘制距地球1100万光年、编号NGC 253的玉夫座星系图谱,研究人员使用ESO甚大望远镜(VLT)的多单元光谱探测器(MUSE)对其进行了逾50小时观测。研究团队拼接了超过100次曝光数据,才覆盖了该星系约65,000光年宽度的区域。
德国海德堡大学合著者凯瑟琳·克雷克尔指出,这使该图谱成为强大工具:"我们既能放大研究恒星形成区(精度接近单颗恒星级别),也能缩小观察整个星系。"
首次数据分析中,团队在玉夫座星系发现了约500个行星状星云——这些由垂死的类太阳恒星抛射出的气体尘埃区。海德堡大学博士生、合著者法比安·朔伊尔曼强调该数据的意义:"在银河系邻域之外,我们通常在每个星系中探测到的数量不足100个。"
行星状星云的特性使其可用作宿主星系的距离标记。美国俄亥俄州立大学教授、合著者亚当·勒罗伊指出:"发现行星状星云能验证星系距离——这是后续所有研究依赖的关键信息。"
未来利用该图谱的研究将探索气体如何在整个星系中流动、改变成分并形成恒星。孔久表示:"如此微观的过程如何对规模大数千倍的星系产生重大影响,至今仍是未解之谜。"
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本研究论文已被《天文与天体物理学报》(Astronomy & Astrophysics) 接收发表。
研究团队由以下成员组成:E. Congiu(智利欧洲南方天文台[ESO Chile])、F. Scheuermann(德国海德堡大学天文计算研究所[ARI-ZAH])、K. Kreckel(ARI-ZAH)、A. Leroy(美国俄亥俄州立大学天文系与宇宙学及天体粒子物理中心[OSU])、E. Emsellem(德国欧洲南方天文台[ESO Garching]及法国里昂天体物理研究中心)、F. Belfiore(意大利INAF-阿切特里天体物理观测站)、J. Hartke(芬兰ESO天文中心[FINCA]及图尔拉天文台)、G. Anand(美国太空望远镜科学研究所)、O. V. Egorov(ARI-ZAH)、B. Groves(澳大利亚西澳大学国际射电天文研究中心)、T. Kravtsov(图尔拉天文台及FINCA)、D. Thilker(美国约翰霍普金斯大学物理与天文系)、C. Tovo(意大利帕多瓦大学物理与天文系)、F. Bigiel(德国波恩大学阿尔盖兰德天文研究所)、G. A. Blanc(美国卡内基科学研究所天文台及智利大学天文系)、A. D. Bolatto与S. A. Cronin(美国马里兰大学天文系)、D. A. Dale(美国怀俄明大学物理与天文系)、R. McClain(OSU)、J. E. Méndez-Delgado(墨西哥国立自治大学天文研究所)、E. K. Oakes(美国康涅狄格大学物理系)、R. S. Klessen(德国海德堡大学理论天体物理研究所、美国哈佛-史密松天体物理中心、哈佛大学拉德克利夫高级研究院研究员)、E. Schinnerer(德国马克斯·普朗克天文研究所)、T. G. Williams(英国牛津大学物理系天体物理分组)。
欧洲南方天文台(ESO)助力全球科学家探索宇宙奥秘。我们设计、建造并运营世界顶级地面天文台供天文学家研究前沿课题、传播天文魅力,同时促进国际天文合作。作为1962年成立的政府间组织,ESO现有16个成员国(奥地利、比利时、捷克、丹麦、法国、芬兰、德国、爱尔兰、意大利、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士和英国),东道国智利及战略伙伴澳大利亚共同参与。ESO总部、游客中心及天文馆(ESO超新星)位于德国慕尼黑附近,而望远镜则架设在观测条件绝佳的智利阿塔卡马沙漠。ESO拥有三个观测基地:拉西拉、帕瑞纳和查南托。在帕瑞纳,ESO运行甚大望远镜(VLT)及其干涉仪,以及VISTA等巡天望远镜。ESO还将在此托管运行全球最大最灵敏的伽马射线天文台——切伦科夫望远镜阵列南部站。ESO与国际伙伴合作运营查南托的ALMA射电望远镜(毫米/亚毫米波段观测设施)。在帕瑞纳附近的阿玛索内斯山,我们正在建造"世界最大天空之眼"——ESO极大望远镜(ELT)。驻智利圣地亚哥办公室负责协调本国运营及合作伙伴事务。
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