宇宙化石:歐幾裡得望遠鏡揭開古老NGC 6397星團的神秘面紗
歐幾里德望遠鏡對NGC 6397球狀星團的詳細成像可能會揭示潮汐尾跡,並為暗物質在銀河系中的作用以及銀河系最古老恆星結構之一的演化提供新的見解。這張閃閃發光的圖像顯示了歐幾里德對一個名為NGC 6397 的球狀星團的觀察。球狀星團是由成千上萬顆恆星在重力作用下聚集在一起的集合體。
歐幾里德望遠鏡拍攝到了NGC 6397 球狀星團的全面影像,該星團位於銀河系的圓盤中,其中的恆星可以讓人們了解銀河系的歷史。觀測整個球狀星團,尤其是其外圍區域的暗星,對現有望遠鏡來說一直是個挑戰。然而,歐幾里德望遠鏡的能力使它能夠分辨出這些微弱的恆星,從而能夠尋找”潮汐尾跡”,它可以顯示過去的相互作用,並幫助繪製銀河系內的暗物質圖。圖片來源:ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 圖片處理:J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO
NGC 6397 距離地球約7800 光年,是距離我們第二近的球狀星團。它和其他球狀星團一起在銀河系的圓盤中運行,而銀河系中的大部分恆星都在這裡。
球狀星團是宇宙中最古老的天體。正因如此,球狀星團中蘊藏著許多關於其宿主星系歷史和演變的線索,例如這個銀河系的球狀星團。
挑戰在於,通常很難一次觀測到整個球狀星團。它們的中心包含大量恆星,以至於最亮的恆星”淹沒”了較暗的恆星。它們的外圍區域延伸得很遠,其中大部分是低品質的暗星。正是這些暗星可以告訴我們它們以前與銀河系的相互作用。
義大利國家天文物理研究所的Euclid Consortium 科學家Davide Massari 解釋說:「目前,除了Euclid 望遠鏡,沒有其他望遠鏡能夠觀測到整個球狀星團,同時還能將外圍區域的微弱恆星成員與其他宇宙源區分開來。 “
這個古老的恆星珠寶盒是一個名為NGC 6397 的球狀星團,閃爍著來自數十萬顆恆星的光芒。天文學家利用NASA/ESA 哈伯太空望遠鏡測算出該星團的距離為7800 光年。圖片來源:NASA、ESA、T. Brown 和S. Casertano(STScI): NASA, ESA, and J. Anderson (STScI)
例如,哈伯太空望遠鏡已經對NGC 6397 的核心部分進行了詳細觀測(見上圖),但哈伯需要大量觀測時間才能繪製出星團外圍的地圖,而歐幾裡得只需一小時就能完成。歐空局的蓋亞任務可以追蹤球狀星團的移動,但無法知道非常暗淡的恆星發生了什麼事。而地面望遠鏡可以覆蓋更大的區域,但深度和解析度較差,因此無法完全分辨出暗淡的外圍星體。
戴維德和他的同事們將利用歐幾里德搜尋球狀星團中的”潮汐尾跡”:潮汐尾跡是由於先前與星系的相互作用而延伸到星團之外的恆星痕跡。
這是從歐幾里德NGC 6397 全景圖中截取的部分,具有VIS 儀器的高解析度。這樣做的實際原因是為了將全圖的格式限制在方便下載的大小。切面圖充分展現了歐幾里德的強大功能,即透過一次指向就能獲得大面積天空的極其清晰的影像。雖然這張影像只代表了整個彩色視圖的一小部分,但整個區域都能獲得與這裡顯示的相同品質的影像。圖片來源:ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 圖片處理:J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO
達維德說:『我們預期銀河系中的所有球狀星團都會有潮汐,但到目前為止,我們只在少數幾個球狀星團周圍看到過潮汐。如果沒有潮汐尾流,那麼球狀星團周圍就可能存在一個暗物質暈,阻止外圍恆星逃逸。但我們預計球狀星團等較小尺度的天體周圍不會有暗物質暈,只有矮星系或銀河系本身等較大的結構周圍才會有暗物質暈。”
如果達維德和他的團隊找到了銀河系中NGC 6397和其他球狀星團的潮汐尾跡,他們就能非常精確地計算出這些星團是如何繞著銀河系運行的。達維德補充說:”這將告訴我們暗物質在銀河中的分佈。”
透過歐幾里德觀測,研究團隊也希望確定球狀星團的年齡,研究其恆星群的化學特性,並研究超冷矮星–星團中質量最低的成員。