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天文學家發現92億光年外的神秘孤獨星系

天文學家發現92億光年外的神秘孤獨星系

2023-05-15 Comments 0 Comment

這張圖片展示了一個名為3C 297的星系,在它很可能拉入並吸收了它以前的同伴星系之後,它比預期的更加孤獨。這個獨行的星系距離地球約92億光年,包含一個類星體,一個超大質量的黑洞在星系的中心拉扯氣體,並驅動無線電波中看到的強大的物質噴流。

Galaxy-3C-297-777x472.webp

與美國宇航局錢德拉X射線天文台和國際雙子座天文台合作取得的這一結果可能會推動天文學家對星系在早期宇宙中增長速度的限制。

在幾個方面,3C 297具有星系團的特質,一個包含數百甚至數千個單獨星系的巨大結構。來自錢德拉的X射線數據顯示,大量的氣體被加熱到數百萬度–這是一個星系團的標誌性特徵。天文學家還發現了一個來自類星體的噴流–由卡爾-G-揚斯基甚大陣列看到–通過與周圍環境的相互作用而彎曲。最後,錢德拉數據顯示,有證據表明另一個類星體的噴流已經撞上了它周圍的氣體,形成了一個X射線的”熱點”。這些都是星系團的典型特徵。然而,雙子座天文台的數據顯示,3C 297中只有一個星系。在雙子座圖像中出現的靠近3C 297的19個星系,實際上是在很遠的距離上。

Galaxy-3C-297-Annotated-scaled.webp

3C297星係被發現比預期的要孤獨,這意味著它很可能已經拉進並吸收了它以前的同伴星系。3C297包含一個類星體,一個超大質量的黑洞在星系的中心拉扯氣體,並驅動無線電波中看到的強大的物質噴流。來自錢德拉的X射線數據、來自卡爾-G-揚斯基甚大陣列的無線電數據和來自雙子座的可見光數據表明,即使3C297的周圍擁有星系團的許多特徵,但除了一個星系之外,其他的都還在。在這個合成圖中還有來自哈勃的可見光和紅外數據。天文學家認為這最後一個大星系通過它的引力同化了其他的星系,並可能推動天文學家對星系在早期宇宙中成長速度的限制。

在這個新的合成圖像中,錢德拉的數據是紫色的,VLA的數據是紅色的,雙子座的數據是綠色的。來自哈勃太空望遠鏡的可見光和紅外數據(分別為藍色和橙色)也被包括在內。孤獨的星系(3C 297)和它的超大質量黑洞的位置在圖像的標籤版本中被識別出來,還有黑洞的噴流、X射線熱點和熱氣。這張圖片的視野太小,無法顯示與3C 297不在同一距離的19個星系中的任何一個。

關於失踪的星係發生了什麼的一個解釋是,最大星系的引力,加上它們之間的相互作用,導致伴生星系墜落並被阿爾法星系同化。研究小組認為3C 297最有可能是一個”化石群”,而不是一個星系團,這是一個星系演化的階段,一個星係正在拉攏並與其他星系合併。如果是這樣的話,3C 297代表了迄今為止發現的最遙遠的化石群。

作者不能排除3C 297周圍存在矮星系的可能性,但是它們的存在仍然不能解釋缺乏像銀河這樣的大星系。附近的例子是室女星團中的M87,它在數十億年前就有大型星系的陪伴。然而,3C 297基本上將獨自度過數十億年。

這項新研究發表在2023年1月的《天體物理學雜誌》上。早期的錢德拉觀測只持續了三個小時,顯示了新研究中看到的熱氣體的暗示,正如合著者Chiara Stuardi在2018年4月的《天體物理學報》增刊系列中發表的一篇論文中所報導的那樣。然而,需要更深入的錢德拉觀測來證實它。對3C 297的錢德拉觀測是在2021年4月和2022年8月共2.5天的時間內進行的。

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