宇宙神秘红外光辉 来自星系边缘孤立恒星
一项来自史匹哲太空望远镜观测的新研究显示,遍及全天的神秘红外光辉,可能是来自星系边缘的孤立恒星(isolated stars)。这些恒星可能一度属于星系,但因星系间剧烈的合并事件而被扯出星系外,远离家乡,进入空旷无垠的太空中。
美国加州大学(University of California)库雷(Asantha Cooray)等人表示,天空中背景红外光的成因久为天文研究的大谜题之一,现在有新证据证明这些红外辐射来自徘徊在星系间的孤星们;这些孤星因太暗而无法见到恒星本身,但我们观察到的背景红外光,却是这些孤星们所发出的光汇集而成,并非单一一颗星的功劳。
背景红外光,久为天文研究的大谜题
这项发现和另一个同样以史匹哲观测到的背景红外光为基础的理论不相符。由美国航太总署(NASA)哥达德太空飞行中心卡什林斯基(Alexander "Sasha" Kashlinsky)领导的研究小组于今年6月发表论文指出,史匹哲影像所呈现的斑驳红外光斑,是遥远的第一代恒星和星系所造成的。
在这个新研究报告中,库雷等人透过牧夫座星区影像进行研究。牧夫座星区影像涵盖范围相当于50倍满月面积,是史匹哲太空望远镜针对这个区域累积曝光了约250个小时的结果;虽然资料灵敏度不如卡什林斯基等人的小组,但因视野涵盖范围大得多,让库雷等人更能分析出背景红外光分布的型态与模式。
在小心地分析牧夫座星区观测资料后,库雷等人再利用电脑模拟第一代恒星和星系可能造成的背景红外光型态,发现与牧夫座星区观测资料不符。电脑模拟结果显示,由于第一代星系不若现代星系这么大、数量这么多,如果背景红外光真的是第一代星系造成的话,那么背景红外光不可能这么亮。这些研究学者因而提出另一种理论来取代第一代星系,那就是「星系团间(intracluster)」或「银晕间(intrahalo)」的星光。
星系碰撞合并、并吞,甩出孤立恒星
这个新理论预测来自零星散布于各星系银晕最外围以外及各星系团之间的空间中的恒星,这些恒星会在这些荒芜之境出现,原因可能有两个。其一是在宇宙早期星系奋力成长的阶段,星系会借由彼此碰撞合并而增长质量,碰撞过程中的重力交互作用,会将星系中的一些恒星剥离原星系,甩入太空中。其二则是较大的星系会借由并吞小一些的矮星系而成长,在并吞的混乱过程中,也会让部分恒星偏离轨道,进入太空中。
库雷表示,他们是在阅读一些预测会出现四散恒星的论文时,突然获得灵感,觉得可以这些恒星或许可以用来解释史匹哲观测到的结果。
不过,库雷等人还是需要更多的观测资料,才能确认背景红外光到底有多少比例是由这些游离在星系或星系团间的孤立恒星们造成的,未来他们将继续利用可见光波段来搜寻这些孤立恒星,或是等将来韦柏太空望远镜(James Webb Space Telescope,JWST)升空后能进一步观察确认,或许借由JWST优异的红外观测能力,能直接侦测到第一代恒星和星系,也能侦测到这些孤立恒星,到时就能确认背景红外光究竟是谁惹的祸。(图、文/引用自台北天文馆之网路天文馆网站)