"流浪恒星之桥"揭示两巨大星系相互撕裂

研究人员表示，这些发现还暗示阿贝尔3667星系团是由两个较小星系团组成的，这两个子星系团本身约在十亿年前就已发生过合并。

"这是首次在本地星系团中发现如此规模的构造特征，"布朗大学博士候选人、描述该发现的研究论文第一作者安东尼·恩格勒特表示，"我们虽然知道两个星系之间可能形成这种桥梁结构，但此前从未在任何地方观测到过。能拍摄到如此微弱的天体特征真是巨大的惊喜。"

阿贝尔3667的新图像是使用安装在智利托洛洛山美洲际天文台维克托·M·布兰科望远镜上的暗能量相机（DECam）拍摄的。恩格勒特与两位同事——布朗大学物理学教授伊恩·德尔安东尼奥和西班牙巴塞罗那空间科学研究所研究员米雷亚·蒙特斯——将DECam历时数年拍摄的创纪录的28小时观测数据进行了合成。该研究成果发表在《天体物理学杂志》上。

"由于布兰科望远镜过去十年间一直使用DECam进行拍摄，我们获得了海量存档数据，"恩格勒特说，"幸运的是多年来有这么多人拍摄过阿贝尔3667，使我们能够将所有观测数据叠加处理。"

正是这种长时间的持续观测，使得捕捉星系团内流浪恒星的微弱光芒成为可能。这类被称为"星系团内光"（ICL）的弥散光，为揭示阿贝尔3667的历史及其内部星系引力之舞提供了宝贵信息。

恩格勒特团队拍摄的ICL图像揭示了阿贝尔3667中正在发生的一种特殊星系合并。通常，恩格勒特解释说，涉及星系团最大星系（称为最亮团星系或BCG）的合并是渐进式的，BCG会从周围众多较小星系中窃取恒星。但新研究显示这里发生了不同寻常的情况：阿贝尔3667实际上由两个各具BCG的星系团正在合并。研究人员发现的ICL桥梁表明，较大的BCG正在从较小的BCG窃取恒星——这种现象被称为快速或剧烈合并。随着两个BCG合并，它们周围的小星系也在合并，使阿贝尔3667成为两个合并星系团的产物。此前的X射线和射电观测数据曾暗示阿贝尔3667存在快速合并，但这是首次获得支持该理论的光学证据。

这些新图像中ICL的显现，为今年底或明年初即将全面投入运行的薇拉·C·鲁宾天文台提供了诱人的前瞻。鲁宾望远镜将使用口径两倍于布兰科望远镜的镜面和史上最大的天文相机，开展为期十年的南天深空巡天计划"时空遗产巡天"。

"鲁宾天文台将能以与我们类似的方式拍摄ICL，但它将对南天所有本地星系团进行拍摄，"恩格勒特说，"我们的工作只是鲁宾所能实现的冰山一角。它将真正开创ICL研究的新纪元。"

这对天文学家和天体物理学家将是科学盛宴。除了揭示星系团历史，ICL还蕴藏着宇宙最基本奥秘的线索，尤其是关于暗物质——这种被认为构成宇宙大部分质量的神秘不可见物质。

"ICL对宇宙学非常重要，"德尔安东尼奥说，"这种光的分布应该与暗物质分布相对应，因此它提供了'看见'暗物质的间接方法。"

看见不可见之物——这就是强大望远镜的威力。

维克托·M·布兰科望远镜和薇拉·C·鲁宾天文台由美国国家科学基金会下属的地面夜间光学天文研究中心NOIRLab运营。该研究由美国国家科学基金会（AST-2108287）、美国能源部（DE-SC-0010010）和美国宇航局罗德岛空间资助联盟资助。

图像详情

1. 水母星系JO171
   类似著名的霍格天体，JO171是环状星系的典型代表，其特点是中央古老球体周围环绕着完全分离的年轻恒星环。该星系坠入致密的阿贝尔3667星系团时，气体被剥离形成引人注目的水母状触须结构。对其恒星族群、气体及恒星动力学的分析表明，星环起源与遥远过去（在落入阿贝尔3667之前）同另一个星系的相互作用有关。近期坠入星系团后，环内气体因冲压剥离效应被剥夺，导致星环剥离侧恒星形成活动停止。这是首次观测到环状星系中的冲压剥离现象。这两个事件（吸积与剥离）导致该星系发生了戏剧性转变。
2. 水母星系LEDA 64246
   LEDA 64246是冲压剥离形成延展星系尾的另一个例证，其蓝色辉光表明剥离过程在尾迹中触发了恒星形成。
3. 最亮团星系IC 4965及坠入星系群
   这幅截图的中央星系被称为最亮团星系（BCG）。BCG的形成机制是天文学界数十年的未解之谜，而ICL的发现部分解答了这个谜题——它证明BCG通常通过逐渐剥离团内较小星系的恒星形成，这些恒星最终吸积到BCG上。
4. NGC 6862
   NGC 6862是一个赛弗特星系，部分被银河系卷云（或称积分通量星云）所遮蔽。