一個星係以200 萬英里/小時（320 萬公里/小時）的驚人速度在太空中疾馳，引發了一次大規模碰撞，地球上最先進的望遠鏡之一以前所未有的細節捕捉到了這一碰撞。 WEAVE望遠鏡記錄了史蒂芬五重奏（Stephan’s Quintet）中星系的高速碰撞，揭示了影響星系演化的強大衝擊波和動態相互作用。這次觀測既彰顯了新天文工具的能力，也揭示了宇宙內部的劇烈過程。

WEAVE數據疊加在詹姆斯-韋伯太空望遠鏡拍攝的史蒂芬五重奏影像上，綠色等值線顯示的是低頻陣列（LOFAR）射電望遠鏡的無線電數據。 橙色和藍色是根據WEAVE LIFU 獲得的氫-阿爾法亮度繪製的，可以追蹤星系間氣體被電離的位置。 六邊形表示新WEAVE 觀測系統的大致覆蓋範圍，該系統寬36 kpc（與我們的銀河系大小相似）。 資料來源：赫特福德大學

這一戲劇性事件發生在斯特凡五重奏中，這是一個由五個星系組成的鄰近星系群，近150年前首次被發現。

碰撞產生了強大的衝擊波，被描述為類似於”噴氣式戰鬥機發出的音爆”，是宇宙中最震撼人心的高能量現象之一。

低頻陣列（LOFAR）和甚大陣列（VLA）在不同頻率上對史蒂芬五重奏進行的射電觀測。 紅色表示來自衝擊前緣的強烈電波輻射，以及來自該星系群內外一些星系的電波輻射。 資料來源：赫特福德大學

史蒂芬五星系一直被認為是”銀河系的十字路口”，以前的碰撞在這裡留下了複雜的碎片痕跡。 現在，NGC 7318b 星系的高速通過重新喚醒了這個動盪的區域。

一群科學家利用位於西班牙拉帕爾馬的耗資2000萬歐元（約2100萬美元）的威廉-赫歇爾望遠鏡增強區域速度探測器（WEAVE）寬視場攝譜儀進行了首次觀測，發現了這次碰撞。

這一尖端的下一代科學設施不僅將揭示我們的銀河係是如何在數十億年的時間裡建立起來的，而且還將提供對宇宙中其他數百萬個星系的新見解。

透過VLA 和LOFAR 的射電觀測捕捉到的一幅影像，揭示了史蒂芬五重奏中高能量等離子體的年齡。 藍色表示較老的低能量等離子體，而橙色和黃色區域則表示能量活躍的區域。 細虛線勾勒出該星系群中各星系的位置，黑色實線描繪出透過WEAVE 資料確定的衝擊區域，這與NGC 7318b 與此星系群碰撞後等離子體重新加速的區域完全吻合。 資料來源：赫特福德大學

由60多位天文學家組成的團隊觀測到了NGC 7318b撞擊史蒂芬五重奏的發現，該發現於11月22日發表在皇家天文學會月刊上。

該系統是了解星系之間混亂且經常是暴力關係的理想實驗室，這也是為什麼它成為WEAVE大型積分場單元（LIFU）首光觀測的重點。

赫特福德大學的首席研究員瑪麗娜-阿爾諾多娃博士說：「史蒂芬五星係自1877 年被發現以來一直吸引天文學家，因為它代表著一個星系的​​十字路口，過去星系之間的碰撞在這裡留下了複雜的碎片場。

「現在，一個星係以超過200萬英里/小時（320萬公里/小時）的驚人速度撞擊這個星系群，導致巨大的衝擊，就像噴氣式戰鬥機發出的音爆一樣，重新喚醒了這個星系群的動態活動。

史蒂芬五子星氣體的WEAVE 分解圖，疊加在JWST 影像上。 紅色突出顯示的是受到碰撞衝擊的氣體，綠色和藍色顯示的是恆星形成區域。 紫色區域代表來源不明的氣泡。 黑色等值線顯示的是中性氫，它與休克氣體（紅色）的相對位置表明這就是它的來源。 資料來源：赫特福德大學

國際研究小組發現了衝擊前沿背後的雙重性質，這是天文學家以前所不知道的。

Arnaudova博士說：”當衝擊波穿過冷氣體袋時，它以高超音速飛行–是斯蒂芬五重奏星系間介質中音速的幾倍* –強大到足以撕裂原子中的電子，留下帶電氣體的發光痕跡，就像用WEAVE看到的那樣。

然而，赫特福德大學的博士生蘇米亞迪普-達斯（Soumyadeep Das）表示，當衝擊波穿過周圍的高溫氣體時，它的威力就會減弱很多。

他補充說：”微弱的衝擊並沒有造成嚴重破壞，而是壓縮了高溫氣體，從而產生了射電波，被低頻陣列（LOFAR）等射電望遠鏡接收到。”

新的洞察力和前所未有的細節來自於WEAVE的LIFU，它將數據與其他尖端儀器（如LOFAR、甚大陣（VLA）和詹姆斯-韋伯太空望遠鏡（JWST））結合在一起。

位於西班牙拉帕爾馬的威廉-赫歇爾望遠鏡的WEAVE 初焦校正器和定位器。 資料來源：ING

WEAVE 是一種與威廉-赫歇爾望遠鏡（William Herschel Telescope）相連的最先進的超快速繪圖設備，用於分析銀河系和遙遠星系中恆星和氣體的成分。這是藉助分光鏡來完成的，分光鏡透過在組成光源的顏色棱鏡內產生條碼圖案來揭示恆星由哪些元素構成。它是根據法國、義大利和艾薩克-牛頓望遠鏡集團合作國（英國、西班牙和荷蘭）的一項多邊協議設計和建造的。

天文學家希望，WEAVE 將有助於以前所未有的細節揭示銀河系的形成過程，並徹底改變我們對宇宙的認識。

赫特福德大學的丹尼爾-史密斯（Daniel Smith）博士說：”瑪麗娜與這個龐大的團隊一起完成了非常出色的工作，但這第一篇WEAVE科學論文也只是WEAVE未來五年全面投入運行後的一個縮影。

RAL Space和牛津大學的WEAVE首席研究員加文-道爾頓（Gavin Dalton）教授說：”看到WEAVE在這裡發現的細節水平真是太棒了。除了我們在史蒂芬的五重奏中看到的衝擊和正在發生的碰撞的細節之外，這些觀測也為我們提供了一個非凡的視角，讓我們了解在我們目前能力的極限範圍內看到的幾乎無法分辨的暗星系的形成和演化過程中可能發生了什麼”。

艾薩克-牛頓望遠鏡組主任Marc Balcells 博士說：”我很高興地看到，在WEAVE首次點亮時收集到的數據已經提供了一個極具影響力的結果，我相信這只是威廉-赫歇爾望遠鏡上的WEAVE在未來數年內實現的各類發現的一個早期例子。

編譯自/ ScitechDaily