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科學
仙女座星系旁出現的藍色氣體雲之謎

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 2023年,在仙女座星系正旁邊發現了一個奇怪的形體。天文攝影師們偶然用只捕捉電離氧光線的濾鏡進行了111小時的曝光拍攝,結果在仙女座旁發現了巨大的藍色氣體雲。這是此前從未有過記載的形體。人們以最初發現它的三位業餘天文攝影師的名字,將其命名為DSO 1。

這團令人困惑的氣體雲至今仍讓天文學家們感到頭疼。但最近終於有一篇論文宣稱解開了它的真面目。那麼,這團氣體雲究竟是什麼呢?

通常,普通望遠鏡在拍攝星際物質時,使用的是捕捉氫光線的濾鏡,而非氧光線。這就是為什麼這團可疑的氣體雲長時間未被發現的原因。剛被發現時,天文學家們就在思考它的身份。如果它與仙女座處於同一距離,那麼其規模至少應達到10萬光年。對於漂浮在星系與星系之間空間裡的純粹氣體物質而言,這是一個非常巨大的規模。它也可能與仙女座星系無關,只是漂浮在我們銀河系暈(Halo)內近距離處的一小團氣體雲。但由於找不到足以照亮這團氣體雲的光源,這也不是一個令人滿意的解釋。

目前,關於它是進入我們銀河系內部的小星雲,還是離開銀河系、漂浮在數百萬光年外巨型天體的爭論,讓人不禁聯想起100年前的天文學大辯論。而那場大辯論的發生現場,恰好就是仙女座星系。這真是一種奇妙的巧合。

仙女座星系及其旁邊的巨大藍色氣體雲。圖片=Ogle et al.
仙女座星系及其旁邊的巨大藍色氣體雲。圖片=Ogle et al.

甚至有人猜測,這可能是銀河系與仙女座星系即將發生碰撞,兩者的星系暈相互擠壓而形成的衝擊波痕跡。最近確實觀察到兩者的星系暈開始接觸,有人認為這是接觸面留下的餘波。但這一假設很快被否定了。後續的光譜觀測結果顯示,這團藍色氣體雲僅以10km/s左右的極慢速度移動。與正高速靠近的仙女座星系的運動速度相比,它顯得非常緩慢。因此,不能將其視為碰撞引起的衝擊波。

為了查明其身份,觀測和分析工作持續進行。天文學家們終於找到了新的線索。即它是一種由附近的恆星坍縮為白矮星時擴散而成的“幽靈行星狀星雲”。南環狀星雲(Southern Ring Nebula)就是幽靈行星狀星雲的典型代表。像太陽這樣質量不大的恆星在核聚變結束後坍縮為白矮星時,向四面八方噴射的殼層物質會迅速電離周圍的星際物質,從而留下這種明亮的痕跡。

本次分析將附近的仙女座EG星(EG Andromedae)列為製造這團藍色星雲的嫌疑人。這顆星雖然在仙女座區域,但名字裡帶仙女座只是巧合,它與仙女座星系無關。該恆星距離我們約2000光年,屬於我們銀河系內的近鄰恆星。它正以107km/s的高速穿行於銀河系暈中。因此,恆星噴射出的物質在高速衝撞銀河系的星際物質時,可能會產生圓形的衝擊波。這與子彈劃破空氣在前方形成圓形衝擊波的原理類似。

該恆星的運動方向恰好指向藍色星雲。在後續觀測照片中,可以看到這顆恆星留下的145光年長的氣體尾跡,它與藍色星雲相連。這進一步支援了“這是恆星高速穿過宇宙空間時擴散形成的衝擊波”這一假設。如果該結論屬實,那麼這團星雲剛好出現在仙女座星系前方純屬巧合,這也正是讓我們困惑的原因。

當然,也有反對意見。由於藍色星雲的速度依然緩慢,很難斷定它是以高速漂浮在星系暈空間中的恆星所形成的衝擊波。或許是因為這團藍色星雲不僅與背景中的仙女座星系,還與作為元兇的恆星所留下的氣體尾跡在視角上偶然重疊在類似方向,才巧妙地掩蓋了它的真實身份。

研究團隊在論文中還提出了其他類似藍色星雲的“幽靈星雲”的存在。當使用同樣的電離氧濾鏡拍攝因坍縮恆星產生的衝擊波向四周擴散、形成行星狀星雲的現場時,出現了相似的圖案。這表明我們銀河系的空間是一個非常混亂且擁擠的世界。如果我們能用電離氧濾鏡為整個銀河系及星系暈空間繪製全新的地圖,或許會見到此前從未預想過的喧囂景象。

最近,天文學家們正在透過電波這一全新的“光”,對一直隱藏在濃厚塵埃雲後的銀河系中心區域進行大規模觀測專案。他們精細地描繪了由隱藏在那裡的超大質量黑洞咆哮所產生的複雜衝擊波,以及與星際物質碰撞的痕跡。那裡有著無數細長、交織複雜的塵埃纖維。然而,對於空曠的銀河系暈,卻從未進行過系統的、大規模的觀測。因為雖然銀河系中心有“超大質量黑洞”這一明確的關注點,但恆星密度稀疏的銀河系暈並沒有特別引人注目的物件。

然而,業餘天文攝影師們在專業天文學家尚未關注的“無聊”領域進行了史無前例的嘗試,並在此中遇見了誰也未曾預想過的風景。天文學中的偉大發現依然欠那些業餘愛好者們巨大的人情。直到現在,天文學家們才開始思考:我們的銀河系暈或許並非那般無聊、空曠。真好奇在那漆黑的夜空中,還有哪裡飄散著閃爍著微弱藍光的星雲碎片。

作者池雄培(Ji Woong-bae)是誰?熱愛貓咪與宇宙。兒時在觀看《銀河鐵道999》後,立下了傳播宇宙之美的夢想。目前作為世宗大學自由專業學部助理教授,參與演講與寫作等各類科學傳播活動。著有《每天一片宇宙》、《星光閃耀的宇宙科學家們》、《雖無法觸及但可知曉》、《觀察宇宙時浮現的奇怪問題》等書籍,並翻譯了《給真正航行於宇宙的搭車客指南》、《我為何殺了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphics》等作品。

本文由AI自動翻譯。與韓語原文相比可能存在誤差。
지웅배 천문학자

고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.

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