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遠古球狀星團或是外星智能生命的第一發現地

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無論從哪個方面,球狀星團都是非常引人注目的所在。它們的平均直徑只有100光年,但密度極高,聚集著多達100萬顆恆星。此外,它們都非常古老,歷史可追溯到銀河系誕生之初。根據一項新研究,球狀星團是搜尋具備太空探索能力的先進外星文明的理想所在。

漩渦星系M106偽色圖像,結合了韋斯特博克綜合孔徑射電望遠鏡的中性氫數據(藍色)和加拿大-法國-夏威夷望遠鏡的光學數據(紅色和綠色),黃圈處是科學家觀測到的球狀星團

Dailygalaxy網站2016年1月報導稱,根據哈佛-史密森尼天體物理學中心的羅讚·迪斯特法諾進行的研究,球狀星團可能是銀河系內外星智能生命的第一個發現地。無論從哪個方面,球狀星團都是非常引人注目的所在。它們的平均直徑只有100光年,但密度極高,聚集著多達100萬顆恆星。此外,它們都非常古老,歷史可追溯到銀河系誕生之初。根據一項新研究,球狀星團是搜尋具備太空探索能力的先進外星文明的理想所在。

在距銀河系2200萬到2500萬光年的漩渦星系M106(也被稱之為NGC 4258),由墨西哥研究員率領的一支國際科學小組發現M106球狀星團的旋轉速度與M106盤內氣體相同。根據它們的盤狀排列和速度,科學家認為這些遙遠天體可能是宇宙全盛時期的遺跡。

球狀星團是非常古老的天體,形成於115億年前,也就是大爆炸後23億年,宇宙的恆星形成速度達到峰值前不久。墨西哥國立自治大學射電天文學與天體物理學研究所的天體物理學家羅薩·阿米莉·岡薩雷斯-洛佩茲利拉表示:“這個時期被稱之為宇宙全盛期。球狀星團的亮度極高,可以從很遠的地方進行觀測。這意味著觀測球狀星團能夠為我們提供一系列線索,幫助我們了解星系在宇宙全盛期如何形成和演化。”

岡薩雷斯-洛佩茲利拉等人的新研究利用了加那利大型望遠鏡,研究論文刊登在5月1日的《天體物理學雜誌》上。岡薩雷斯-洛佩茲利拉指出球狀星團的恆星數量在10萬到100萬之間。它們是較為常見的天體,尤其是在大型星系。“銀河系存在160個球狀星團,超大星系存在數萬個球狀星團。通常情況下,它們呈球形分布,內部所有恆星的年齡大致相同,化學構成也比較接近。我們不知道這些星團如何形成。一種假設認為,它們在星系之前形成;另一種假設認為兩者一同形成;還有一種假設認為某些球狀星團是星系合並過程中氣體對撞的產物。”

在銀河系,絕大多數球狀星團似乎與銀河系一同形成,小部分在之後形成或者在一個或多個小星系與銀河系合並時被銀河系捕獲。銀河系的絕大多數球狀星團環繞銀河系邊緣,平均年齡在100億歲左右。星團內的恆星隻含有少量形成行星所需的重元素。某些科學家認為這導致球狀星團的恆星很難擁有行星。迄今為止,科學家只在一個球狀星團發現一顆行星。

在2016年初的研究中,岡薩雷斯-洛佩茲利拉和塔塔基礎科學研究所的阿拉克·拉伊指出這種觀點太過悲觀。在金屬含量只有太陽十分之一的恆星周圍,科學家發現了系外行星。雖然木星大小的行星常被觀測到存在於重元素數量超過太陽的恆星周圍,但地球級的較小行星並不存在這種趨勢。拉伊表示:“現在就說球狀星團幾乎沒有行星存在還為時尚早。”

拉伊等人的研究是一項規摸更大的研究計劃的一部分,後者對半徑5200萬光年天域內的9個漩渦星系的球狀星團進行研究。研究人員最感興趣的是,球狀星團數量與漩渦星系中央黑洞質量之間的關係。在橢圓星系,這種關係非常緊密,但在漩渦星系,二者之間則沒有顯著關聯;銀河系就是這種情況。

岡薩雷斯-洛佩茲利拉指出:“我們將要研究的9個漩渦星系都是經過精挑細選。我們對它們的黑洞質量進行了準確估算。它們的距離並不十分遙遠,可以借助加拿大-法國-夏威夷望遠鏡進行觀測。最初的觀測便由這架望遠鏡進行。”

墨西哥國立自治大學射電天文學與天體物理學研究所的迪瓦卡拉·梅亞表示這種研究從獲取圖像開始,而後根據所謂的雙色圖尋找球狀星團候選者。在這項研究中,科學家除了使用濾光器,還使用了紫外線和紅外線過濾器。

研究計劃得出了出人意料且令人驚異的發現。M106的球狀星團並不呈球形分布,而是盤形排列,旋轉速度與M106盤內的中性氫相同,即使距中央異常遙遠,也是這種情況。(借助韋斯特博克綜合孔徑射電望遠鏡,研究人員對M106的中性氫進行了觀測。)在此之前,科學家從未發現過這種現象。不過,科學家還需進行進一步研究,以證實他們的發現。

岡薩雷斯-洛佩茲利拉表示由於M106球狀星團的獨特運轉方式,它們所在的盤與100億年前孕育恆星的物質盤極為相似。“我們認為M106的球狀星團盤是宇宙全盛時期的遺跡。”

研究過程中,科學家利用光度測定法搜尋候選球狀星團。這是一種引人注目的搜尋方式。在加那利大型望遠鏡的幫助下,科學家發現M106的球狀星團數量與黑洞質量之間關係緊密。M106中央超大質量黑洞的質量是太陽的4000萬倍,銀河系中央黑洞的10倍,M87星系中央黑洞的1/150。最近,科學家公布了M87黑洞照片。科學家指出對更多漩渦星系進行研究有助於厘清各種假設扮演的角色,從而進一步了解星系、星系內的球狀星團和黑洞的形成和演化。

來源:漫步宇宙

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