星暴星系

一顆孕育恆星的星系中存在著不同尋常的“超級風”外流氣體，速度可達數千公里每秒。

據美國太空網報道，日前，天文學家最新觀測發現一顆孕育恆星 的星系中存在著不同尋常的“超級風”外流氣體，其速度可達到數千公里每秒。

這個星暴星系叫做“NGC 4666”，距離地球0.8億光年，是恆星孕育誕生的溫床。由於NGC 4666星系和鄰近星系的引力交互作用，促使NGC 4666星系內大量孕育恆星。在圖示左下側可看到處於發育階段的新恆星。

歐洲南方天文台的天文學家觀測該圖像后指出，NGC 4666星系內超大質量恆星的強風流結合超新星爆炸，形成一股強烈的氣流，被稱為“超級風”，從星系內部釋放至太空中。

美國密歇根州大學天文學家喬根-迪特里希(Jorg Dietrich)說：“超級風起源於NGC 4666星系明亮的中部區域，並延伸至數萬光年。這種宇宙風的風速可達到數千公里每秒。直接觀測超級風變得非常困難，但這種超級風可使氣體變得濃密，並使氣體降溫，這將便於進行觀測。”

這些宇宙氣體非常熾熱，並主要噴射X射線形式的放射線，在可見光下無法直接觀測。目前，智利拉西拉天文觀測台MPG/ESO2.2米直徑望遠鏡的廣域成像儀拍攝到NGC 4666的最新圖像，並揭示了超級風的存在。

很久以來，天文學家都在迷惑，為什麼一個鄰近的小型孤立星系產生新生恆星的速度比任何鄰居星系都要快？現在，NASA的哈勃太空望遠鏡幫助天文學家解決了孤立星暴星 系——NGC 1569的謎題。哈勃的觀測表明，該星系的距離是之前認為的1倍半。

增加的距離讓該星系處在了一群星系之間，這群星系大約有10個成員，中心是旋渦星系IC 342。星系群成員的引力作用可能會壓縮NGC 1569中的氣體，點燃恆星誕生的烈火。

來自馬里蘭州巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所與歐洲空間局的Alessandra Aloisi是這項研究的領導者，她說：“現在，在NGC 1569中所見的星暴活動有意義了，這是因為該星系可能正與群中的其他星系進行著相互作用。這些相互作用可能會為恆星形成提供燃料。”

較遠的距離不僅僅意味著星系的內稟光度更亮，還意味著它產生恆星的速度兩倍於先前的認識。該星系產生恆星的速率比銀河系高上100餘倍。如此高的恆星形成率在過去的1億年中一直保持著。

NGC 1569由威廉·赫歇耳於1788年發現，是我們的宇宙後院中三個最為龐大的星團的所在地。每個星團中都有超過100萬顆恆星。

研究小組的成員、空間望遠鏡科學研究所的Roeland van der Marel說：“這是在遠方青年宇宙中驅動星系演化的大規模產星活動的範例。我們只能在宇宙中鄰近的區域仔細研究星暴星系，它們在這裡的數量要稀有得多。哈勃對我們銀河系近鄰的觀測，包括這項工作在內，正幫助天文學家拼起鄰近星系的完整圖象。正如NGC 1569這樣，將拼圖放在合適的位置可以讓全景更有意義。”

Aloisi與她的小組實際上是偶然發現了新的距離數值的。他們正在使用哈勃的先進測繪照相機在NGC 1569中搜尋紅巨星（接近生命終點的恆星），它們因為核心區域的氦聚變而發出光芒。這些恆星比沒有氦燃燒的亮紅巨星要暗一些，但一旦可以探測到它們，就可以將其用於估計星系的年齡。

空間望遠鏡科學研究所的Aaron Grocholski說：“我們沒有找到它們的明顯線索，於是我們估計，這個星系的距離比先前認為的要更遠。我們只能看到最明亮的紅巨星，不過我們可以用它們來校準星系的距離。”Grocholski是敘述結果的論文的第一作者。明亮的紅巨星是測量距離可靠的“標準燭光”，這是由於它們的亮度是相同的。當天文學家知道一顆恆星的真實亮度后，他們就可以計算其與地球的距離了。

先前利用地基望遠鏡測量的星系距離是不可靠的，這是因為觀測的是星系擁擠的核心，並不能分辨出單個的紅巨星。

哈勃的研究觀測了星系混亂的核心以及稀疏的外圍。哈勃敏銳的先進測繪照相機分辨出了單個紅巨星，這就可以精確地定出星系的距離了。天文學家測量出的星系距離是將近1100萬光年，比之前的數據要遠上400萬光年。

Aloisi說：“這是個偶然的發現。哈勃觀測的深度不足以看到我們想要尋找的最暗的紅巨星，原因是星系的距離比我們先前認為的要更遠。但是由於捕獲了全體亮紅巨星族，我們可以計算出NGC 1569的精確距離，並解決該星系極高的星暴活動之謎。”

這一結果發表在10月20日出版的《天體物理學報通信》上。

進行NGC 1569觀測的科研小組成員包括來自STScI與ESA的Alessandra Aloisi和Marco Sirianni、來自STScI的Aaron Grocholski、Jennifer Mack與Roeland van der Marel、來自INAF-OAB的Luca Angeretti、Donatella Romano與Monica Tosi，以及INAF-OAP的Francesca Annibali, 、Laura Greggio和Enrico Held。

哈勃太空望遠鏡是NASA與歐洲空間局（ESA）的國際合作項目，由NASA的戈達德太空飛行中心（GSFC，位於馬里蘭州格林貝爾特）管理。空間望遠鏡科學研究所（STScI）管理著哈勃的科研運轉。該機構由華盛頓特區的大學天文研究聯合會為NASA運營。

黑洞來自星暴星系？

超大型黑洞的形成需要龐大的質量，因此它也許是由許多小黑洞聚集而成的。從這個思路考慮，一些科學家提出，超大型黑洞是由星暴星系產生的。

很久以來，天文觀測表明，在星系合併和相互作用的地方，經常出現圓盤狀的恆星形成暴。最近人們認為，即使兩個星系不合併，靠得很近的星系之間的相互作用也能使星系旋轉不穩定，導致氣體如漏斗般向核心聚集，點燃了圍繞核心的星暴。

星暴星系以迅猛的速度產生新星，同時又以迅猛的勢頭引起超新星爆發。最終，產生了大量的太陽質量級別的黑洞。這些黑洞再集合周圍氣體，變成質量更大的黑洞。科學家推測，這些距離很近的黑洞有可能會相互合併，形成巨大的黑洞。

星暴星系有足夠的物質來形成超大型黑洞。但是很可惜，根據目前的理論計算，這樣的黑洞合併方式太緩慢了，即使經過100億年，黑洞聚集的氣體質量也只佔其自身質量的百分之幾。

一個星暴星系的影像，它與近期被發現的遙遠的早期星暴星系HFLS3非常相似

在一項最新研究中，科學家們發現了一個距離地球約130億光年的原始星系。這個星系的發現將有望打破原有此類星系的距離紀錄，並揭開有關宇宙早期歷史中一些最大質量“恆星製造工廠”如何以及何時運作的奧秘。

藉助擁有紅外波段觀測能力的歐洲空間局赫歇爾空間望遠鏡，一個天文學家小組對這一遙遠的星暴星系進行了觀測，所謂星暴星系是指正有大量恆星形成的星系。這個古老的星系存在的年代，宇宙年齡還僅有8億年，而現在宇宙的年齡已有大約140億年左右。

這個星系編號為HFLS3，它是迄今天文學家們發現最遙遠的星暴星系。它正以極高的速率產生新的恆星，這比天文學家們原先所知最早的此類現象又向前提早了超過10億年。

紐約州伊薩卡康奈爾大學的天文學家多米尼克 里徹爾斯(Dominik Riechers)是這篇於4月17日刊載在《自然》雜誌上文章的第一作者。他說：“這一新發現的星系正將天文學很多領域的研究推向極限。”他說：“它不僅是我們發現最早期的類似案例，還是其中恆星形成速率最高的星系之一，甚至比形成時間較之更晚的星系還要高。”

根據目前的估計數據，這一星系的大小大致和銀河系大小接近，天文學家們驚訝地發現這一星系正在以每年相當於2900個太陽質量的速度生產出新的恆星。里徹爾表示：“這一速率超出我們銀河系2000倍之多，考慮到其內部大量新生恆星同時發齣劇烈的光熱輻射，這幾乎已經接近星系本身能夠承受的極限。”

長期的劇烈活動

儘管這一星系被大量塵埃雲阻擋，並且距離遙遠，但是星系HFLS3顯得異常明亮，在紅外波段發齣劇烈輻射，其功率相當於太陽的30萬億倍。這一特徵提醒天文學家們，他們一定是發現了一個超大質量的星暴星系，因為只有那些擁有極其活躍恆星新生活動的星系才有可能如此明亮。

對於里徹爾和他的團隊來說，另外一項驚喜來自光譜學的分析，其結果可以揭示星系的化學組成，顯示這一星系擁有豐富且多樣的化學成分，其特徵與現代的星暴星系相接近。由於一些較大質量的元素，如碳和鐵，都被認為是形成於第一代恆星爆炸之後的灰燼之中，天文學家們曾經一度認為這些類似的元素在宇宙的最初10億年內應當是相對匱乏的。

里徹爾表示：“這顯示在星系HFLS3內部，如此劇烈的恆星形成過程已經持續了很長一段時間，這一時間長到足以讓最早形成的第一批恆星壽終正寢，在爆炸中毀滅並將這些重元素拋灑到周遭的宇宙空間之中。”

星系襁褓

直到最近，天文學家們一直認為星暴星系，即正在產生大量新生恆星的星系，是在比此次發現的HFLS3星系還要晚的多的時期形成的。里徹爾表示：“原先我們認為，只有在較晚的時期，宇宙中的那些擁有最大質量的恆星才能積聚到足夠的氣體物質以便支持大量恆星的新生。然而此次發現證明，在一些特殊的環境條件下，一些星系可以在宇宙年齡僅有約8億年的時候就開始劇烈的恆星新生過程，從而讓成熟的大質量星系的出現成為可能。”

美國國家射電天文台的天文學家克里斯 卡拉里(Chris Carilli)表示，這一出乎意料之外的發現或許將有助於解釋天文學家們近期在一些橢圓星系內觀測到的一些最古老的恆星體。他說：“現在我們知道了這種現象的原因：因為它們形成的時代本來就很早。這類遙遠的星暴星系可能代表了早期宇宙狂暴歷史中橢圓星系的形成。”

這些最大質量的橢圓星系是最近在一些大型星系團的核心部位發現的。星系HFLS3很可能是今天我們所見的這類大質量星系團的早期“胚胎”卡拉里表示：“這些觀測研究工作將大質量星系形成的時代一直向前推進到了宇宙第一縷曙光的年代。”