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万千色彩,一脉星河:天文学家呈现宇宙杰作

本站发布时间:2025-06-20 19:45:44

"星系是极其复杂的系统,我们仍在努力理解它们,"欧洲南方天文台研究员埃里科·康吉尤说道,他领导了一项针对玉夫座星系的新研究,成果发表于《天文学与天体物理学》。星系的直径可达数十万光年,规模极为庞大,但其演化却取决于发生在微小尺度上的过程。"玉夫座星系处于一个理想位置,"康吉尤解释道,"它距离足够近,使我们能够解析其内部结构并以惊人的细节研究其构成单元;同时,它又足够大,我们仍能将其视为一个整体系统。"

星系的构成单元——恒星、气体和尘埃——会发出不同颜色的光。因此,一幅星系图像包含的色彩层次越丰富,我们对其内部运作的了解就越深入。传统图像通常只包含少数几种颜色,而这幅新的玉夫座星系地图则包含了数千种色彩。这为天文学家提供了所需的一切信息,以了解内部的恒星、气体和尘埃,例如它们的年龄、成分及运动状态。

为绘制距离地球1100万光年、亦被称为NGC 253的玉夫座星系地图,研究人员利用欧洲南方天文台甚大望远镜(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。团队必须拼接超过100次曝光数据,才能覆盖该星系约6万5000光年宽的区域。

德国海德堡大学的合著者凯瑟琳·克雷克尔表示,这使该地图成为强大工具:"我们可以放大研究恒星形成区域,分辨率逼近单颗恒星尺度;同时也能缩小视角,将星系作为整体进行研究。"

在数据的初步分析中,团队在玉夫座星系内发现了约500个行星状星云——这些由气体和尘埃构成的区域是类太阳恒星死亡时抛射出的物质。海德堡大学博士生、合著者法比安·朔伊尔曼阐释了该数据的意义:"在银河系邻近区域之外,我们通常在每个星系中探测到的数量不足100个。"

由于行星状星云的特性,它们可用作宿主星系的距离标记物。"发现行星状星云使我们能验证星系距离——这是后续所有星系研究依赖的关键信息,"美国俄亥俄州立大学教授、研究合著者亚当·勒罗伊强调。

 

未来利用该地图的项目将探索气体如何在整个星系中流动、改变成分并形成恒星。"如此微小的过程如何能在尺度大数千倍的整体星系中产生重大影响,这仍是个未解之谜,"康吉尤表示。

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这项研究成果已收录于一篇被《天文学与天体物理学》期刊接收待发表的论文中。

研究团队成员包括:E. 康吉尤(欧洲南方天文台,智利[ESO Chile])、F. 朔伊尔曼(德国海德堡大学天文计算研究所,天文中心[ARI-ZAH])、K. 克雷克尔(ARI-ZAH)、A. 勒罗伊(美国俄亥俄州立大学天文系及宇宙学与天体粒子物理中心[OSU])、E. 埃姆塞勒姆(欧洲南方天文台,德国[ESO Garching];法国里昂大学、里昂第一大学、里昂高等师范学院、法国国家科学研究中心、里昂天体物理研究中心)、F. 贝尔菲奥雷(意大利国家天体物理研究所-阿切特里天文台)、J. 哈特克(芬兰ESO天文中心[FINCA]及图尔拉天文台,物理与天文系[图尔拉],图尔库大学,芬兰)、G. 阿南德(美国空间望远镜科学研究所)、O. V. 叶戈罗夫(ARI-ZAH)、B. 格罗夫斯(澳大利亚西澳大学国际射电天文学研究中心)、T. 克拉夫佐夫(图尔拉及FINCA)、D. 西尔克(美国约翰斯·霍普金斯大学物理与天文系)、C. 托沃(意大利帕多瓦大学"G. Galilei"物理与天文系)、F. 比吉尔(德国波恩大学阿格兰德天文研究所)、G. A. 布兰克(美国卡内基科学研究所天文台;智利大学天文系)、A. D. 博拉托与S. A. 克罗宁(美国马里兰大学天文系)、D. A. 戴尔(美国怀俄明大学物理与天文系)、R. 麦克莱恩(OSU)、J. E. 门德斯-德尔加多(墨西哥国立自治大学天文研究所)、E. K. 奥克斯(美国康涅狄格大学物理系)、R. S. 克莱森(德国海德堡大学天文中心,理论天体物理研究所及跨学科科学计算中心;美国哈佛&史密松天体物理中心;美国哈佛大学拉德克利夫高等研究院Elizabeth S.及Richard M. Cashin研究员)、E. 辛纳勒(德国马克斯·普朗克天文研究所)、T. G. 威廉斯(英国牛津大学物理系天体物理子系)。

欧洲南方天文台(ESO)致力于让全球科学家探索宇宙奥秘以造福全人类。我们设计、建造并运营世界级的地面天文台——供天文学家探索激动人心的科学问题并传播天文学魅力——同时推动天文学领域的国际合作。ESO成立于1962年,现为政府间组织,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)以及东道国智利和战略伙伴澳大利亚共同支持。ESO总部及其访客中心暨天文馆(ESO超新星)位于德国慕尼黑附近,而望远镜则坐落于智利阿塔卡马沙漠——这片拥有绝佳观天条件的奇迹之地。ESO运营三大观测站址:拉西拉、帕瑞纳和查南托。在帕瑞纳,ESO运营甚大望远镜(VLT)及其干涉仪(VLTI),以及VISTA等巡天望远镜。ESO还将在帕瑞纳托管并运营切伦科夫望远镜阵列南部站——全球最大最灵敏的伽马射线天文台。ESO与国际伙伴合作,在查南托运营阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列(ALMA)。在帕瑞纳附近的阿马索内斯峰,我们正在建造"世界天空之眼"——ESO极大望远镜(ELT)。我们通过智利圣地亚哥办事处支持在智利的运营,并与智利合作伙伴及社会各界展开合作。

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