"星系是极其复杂的系统,我们仍在努力理解它们,"领导了一项关于玉夫星系新研究的《天文与天体物理学》期刊研究的欧洲南方天文台(ESO)研究员恩里科·康吉乌(Enrico Congiu)说。星系横跨数十万光年,规模极其庞大,但它们的演化却取决于发生在小得多的尺度上的过程。"玉夫星系处于一个理想的位置,"康吉乌说。"它足够接近,我们能够解析其内部结构并以惊人的细节研究其构成要素,但同时又足够大,我们仍能将其视为一个完整的系统。"
一个星系的构成要素——恒星、气体和尘埃——会发出不同颜色的光。因此,星系图像中包含的色彩层次越多,我们就越能了解其内部运作机制。传统图像只包含少数几种颜色,而这张新的玉夫星系地图则包含了数千种颜色。这为天文学家提供了关于其内部恒星、气体和尘埃所需了解的一切信息,例如它们的年龄、成分和运动。
为了绘制这张距离我们1100万光年、也被称为NGC 253的玉夫星系地图,研究人员使用安装在ESO甚大望远镜(VLT)上的多单元光谱探测器(MUSE)对其进行了超过50小时的观测。该团队必须拼接超过100次曝光才能覆盖该星系约65,000光年宽的区域。
来自德国海德堡大学的合著者凯瑟琳·克雷克尔(Kathryn Kreckel)表示,这使该地图成为一个强有力的工具:"我们可以放大研究恒星形成区域的单个区域,几乎达到单颗恒星的尺度;同时我们也可以缩小视野,将星系作为一个整体进行研究。"
在对数据的首次分析中,该团队在玉夫星系中发现了大约500个行星状星云,这些是由濒死的类太阳恒星抛出的气体和尘埃区域。来自海德堡大学的合著者、博士生法比安·朔伊尔曼(Fabian Scheuermann)阐述了这个数字的背景意义:"在我们的银河系邻近区域之外,我们通常检测到每个星系少于100个。"
由于行星状星云的性质,它们可以用作测量其宿主星系距离的标记物。"发现行星状星云使我们能够验证到该星系的距离——这是星系其他研究赖以进行的关键信息,"来自美国俄亥俄州立大学的教授、研究合著者亚当·勒罗伊(Adam Leroy)说。
未来使用该地图的项目将探索整个星系范围内气体如何流动、改变其成分并形成恒星。"如此微小的过程如何能对整个尺度是其数千倍大的星系产生如此巨大的影响,这仍然是个谜,"康吉乌说。
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这项研究已发表在《天文与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics)期刊的一篇被接受论文中。
研究团队成员包括:E. Congiu (欧洲南方天文台,智利 [ESO 智利])、F. Scheuermann (天文计算研究所,海德堡大学天文学中心,德国 [ARI-ZAH])、K. Kreckel (ARI-ZAH)、A. Leroy (天文学系,宇宙学与天体粒子物理中心,俄亥俄州立大学[OSU],美国)、E. Emsellem (欧洲南方天文台,德国 [ESO Garching] 和 法国里昂大学,里昂第一大学,里昂高等师范学校,法国国家科学研究中心,里昂天体物理研究中心)、F. Belfiore (意大利国家天体物理研究所 - 阿切特里天体物理台)、J. Hartke (欧洲南方天文台芬兰中心[FINCA] 和图尔拉天文台,物理与天文学系 [图尔拉],图尔库大学,芬兰)、G. Anand (太空望远镜科学研究所, 美国)、O. V. Egorov (ARI-ZAH)、B. Groves (国际射电天文研究中心,西澳大利亚大学,澳大利亚)、T. Kravtsov (图尔拉 和 FINCA)、D. Thilker (物理与天文学系,约翰斯·霍普金斯大学,美国)、C. Tovo ('G. Galilei' 物理与天文学系,帕多瓦大学,意大利)、F. Bigiel (阿格兰德天文研究所,波恩大学,德国)、G. A. Blanc (卡内基科学研究所天文台,美国,和 天文学系,智利大学,智利)、A. D. Bolatto 和 S. A. Cronin (天文学系,马里兰大学,美国)、D. A. Dale (物理与天文学系,怀俄明大学,美国)、R. McClain (OSU)、J. E. Méndez-Delgado (天文学研究所,墨西哥国立自治大学,墨西哥)、E. K. Oakes (物理系,康涅狄格大学,美国)、R. S. Klessen (海德堡大学,天文学中心,理论天体物理研究所和跨学科科学计算中心,德国;哈佛&史密松天体物理中心,美国;以及哈佛大学拉德克利夫高等研究院的 Elizabeth S. and Richard M. Cashin 学者,美国)、E. Schinnerer (马克斯·普朗克天文研究所,德国)、T. G. Williams (天体物理分系,物理系,牛津大学,英国)。
欧洲南方天文台(ESO)使世界各地的科学家能够发现宇宙的奥秘,造福全人类。我们设计、建造并运营世界一流的地面天文台——天文学家利用它们来探索激动人心的问题并传播天文学的魅力——并促进天文学的国际合作。ESO成立于1962年,是一个政府间组织,如今由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)、东道国智利以及作为战略伙伴的澳大利亚共同支持。ESO的总部及其游客中心和天文馆(ESO超新星)位于德国慕尼黑附近,而拥有得天独厚观天条件的奇妙之地——智利的阿塔卡马沙漠则安放着我们的望远镜。ESO运营着三个观测站点:拉西拉(La Silla)、帕瑞纳(Paranal)和查南托(Chajnantor)。在帕瑞纳,ESO运营着甚大望远镜(VLT)及其甚大望远镜干涉仪(VLTI),以及像VISTA这样的巡天望远镜。同样在帕瑞纳,ESO将主办并运营切伦科夫望远镜阵列南部站(Cherenkov Telescope Array South),这是世界上最大、最灵敏的伽马射线天文台。ESO与国际合作伙伴共同在查南托运营着阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA),这是一个在毫米和亚毫米波段观测天空的设施。在靠近帕瑞纳的塞罗阿玛索内斯(Cerro Armazones),我们正在建设“世界上望向天空的最大眼睛”——ESO的超大望远镜(ELT)。我们在智利圣地亚哥的办事处支持我们在该国的运营,并与智利的合作伙伴和社会各界互动。
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