蜘蛛星云 原来是场太空碰撞车祸的结果

国际中心综合报导 天文学家利用哈柏太空望远镜观测资料,发现著名的蜘蛛星云核心那些大质量恒星形成区,原来是两个年龄相差了100万年左右的星团正在碰撞合并的初期阶段

蜘蛛星云(Tarantula Nebula)又称为剑鱼座30星(30 Doradus),位在银河系最大的卫星星系—大麦哲伦星系(Large Magellanic Cloud,LMC)中,距离约为17万光年,是目前已知本星系群中最活跃的恒星形成区,天文学家已知这种活跃的恒星形成状况已经持续了至少2500万年之久,但不清楚这样的活跃状况还能维持多久。天文学家们认为,目前已知的那些最大型的星团,或许是经由比较小的星碰撞合并而形成的。

太空望远镜科学研究科学家萨比(Elena Sabbi)等人一直在尝试寻找那些从诞生地被踢出去、移动速度很快的「落跑恒星(runaway stars)」。一般认为恒星都是在星团中形成,但在剑鱼座30的外围,还有许多年轻星团,这些外围地区不太像这样年轻星团能诞生的地方,因此这些年轻星团或许就是被剑鱼座30本身以高速向外抛掷出去的。

萨比等人检视哈柏观测剑鱼座30中低质量恒星的分布状况后,发现一些不寻常的现象。这个星团并不是如预期般的为球形,而是类似两个正在合并的合并星系因重力交互作用而使它们呈现狭长外形一样。从哈柏观测到的星团周遭环境证据显示,其中一个星团显示狭长外形,应是两个正在逐渐逼近的星团造成的结果,且经过测量,发现这两个星团之间是有年龄落差的。

剑鱼座30里的高速恒星多得不像话

根据某些理论模型,星团从中诞生的巨型气体星云可能会破裂成比较小的星云,一旦这些比较小的星云碎片中形成恒星,可能会因距离接近而彼此兼有重力交互作用,甚至互相合并而形成一个更大的星团。这个重力交互作用就是萨比等人认为她们在剑鱼座30上看到的现象。

此外,剑鱼座30里的高速恒星多得不像话,天文学家相信这些所谓的落跑恒星是从剑鱼座30的核心部分因恒星彼此间的动力交互作用(dynamical interaction)而被踢出来的。这种交互作用在所谓的核塌缩(core collapse)过程中相当普遍,当质量比较大的恒星沈向星团中心的过程中,与低质量恒星之间便会有这种动力交互作用。当许多大质量恒星抵达星团中心后,星团中心反而变得不稳定,反会让这些大质量恒星互相抵制、抛出星团外。

剑鱼座30中心的大型星团R136过于年轻,不太可能已经经历过核塌缩的过程。然而,既然小一点的星团系统的核塌缩过程比较快,因此剑鱼座30中有许多落跑恒星或许是小型星团在与R136合并的过程中抛出的。

萨比等人希望未来后续研究能观察更大尺度的星团状况,以便提供更多相关细节,看看是否有更多星团与剑鱼座30有交互作用,特别是在红外波段相当灵敏韦柏太空望远镜(James Webb Space Telescope,JWST)。因为红外波段可不受尘埃遮蔽,观察到可见光波段会被尘埃遮蔽而不可见的部分,或许在这些原本被尘埃遮蔽而不可见的部分,还有许多温度更低、亮度更暗的恒星隐藏在此。如能将之显露出来,就更能了解剑鱼座30星云内的恒星星族分布概况,并藉这个年轻星团来更进一步了解星团的形成细节,以及年轻的早期宇宙中恒星究竟是如何形成的。(文/引用自台北天文馆网路天文馆网站)