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仙女座要撞向银河系,却先「安静」了:哈勃最新测出2亿颗恒星的家底,今秋肉眼可查

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06:33

八月上旬,哈勃望远镜出的一条新研究值得单独聊聊。

华盛顿大学领衔的团队,用哈勃的两项大型巡天数据给仙女座星系做了一次「恒星普查」,发现这个正冲向银河系的星系正在肉眼可见地「退烧」:恒星形成速率已经跌到5亿年前的五分之一。论文发表在《天体物理学杂志》上。知乎

你可能第一反应是:剧本不对啊?

按常识,星系之间相互靠近、碰撞,会压缩气体、点燃恒星形成高峰。仙女座是本星系群里唯一正高速冲向银河系的大星系,其他大星系都在离我们远去,按理说越接近应该越热闹。哈勃这次量出来的却相反:这位邻居在相撞之前,先安静下来了。知乎

仙女座要撞向银河系,却先「安静」了:哈勃最新测出2亿颗恒星的家底,今秋肉眼可查

先看它是怎么量出来的,这不是靠一两张照片下的结论。

数据来自两项巡天:PHAT(泛色哈勃仙女座宝库)和后续的PHAST。411次独立观测、7398张曝光,拼出过那张著名的15亿像素仙女座全身像,合计解析出约2亿颗恒星,覆盖了星系盘约三分之二的区域。今日头条知乎

研究团队把星系盘切成数千个边长300光年的小格子,逐格重建恒星形成历史。用研究者的话说,恒星是星系形成的化石记录,得一颗一颗读。知乎而哈勃是目前唯一能在这么大的范围里、以足够高的分辨率干完这件事的望远镜。

结论是一条清晰的下降曲线:

  • 约5亿年前,仙女座每年大约诞生1个太阳质量的新恒星;

  • 到约4000万年前,减半;

  • 如今只剩每年约0.2个太阳质量。知乎

而且近期还在形成的恒星,大多集中在距星系中心约3.2万光年的一个环带里。整体放缓,主要就是这条环带先「罢工」了。知乎

最有意思的部分来了:为什么会放缓?

目前的答案是「还没定论」,这一点论文没含糊。能确定的是:不是没燃料了。仙女座的气体储备并不缺,这次放缓更像是大消耗之后的自然回落。今日头条

那次大消耗发生在约20亿年前——仙女座经历过一轮恒星形成大爆发,全星系约一万亿颗恒星里,有约五分之一诞生于那个时期。最可能的原因是吞并了一个矮星系,而那个星系很可能就是今天挂在仙女座旁边的致密椭圆星系M32的前身。知乎

所以这次放缓,M32又成了头号嫌疑人。观测显示,靠近M32一侧的区域,恒星形成下降得更明显。知乎研究者的原话很克制:我们不能明确说放缓是M32造成的,但它就在那里,而且是最可疑的那个。今日头条

事实上这项研究本身就带着这个悬念开工:PHAST巡天的主要动机之一,就是对比两个星系之间的恒星形成历史,检验「M32互动」假说。今日头条目前案件仍在侦办中,后续数据会继续追。

再说个不算背景的背景。

关注哈勃的都知道,它已经36岁了,观测申请数量是可用时间的六倍,需求一直远超供给。NASA的专项工作组正在权衡它的去向:要么助推抬升至更高、更稳定的轨道,让它服役到2030年代;要么发射无人航天器执行退役处置任务,让哈勃受控坠入海洋。知乎这类研究恰好是「哈勃还值得留着」的证据——像这种大面积、逐颗数恒星的紫外/可见光观测,韦伯和即将上天的罗曼都无法完全替代。

仙女座要撞向银河系,却先「安静」了:哈勃最新测出2亿颗恒星的家底,今秋肉眼可查

说到罗曼——南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜计划于不久后发射,它的视场至少是哈勃的100倍。知乎NASA已经批准了一项针对仙女座的观测计划:整个星系盘加外围晕全部扫一遍,目标测量数亿颗恒星。今日头条哈勃没看完的三分之一盘面、仙女座的完整恒星形成史、以及它和银河系的相撞时间表(目前预测约在40亿年后上演),接下来几年会被一步步收紧。今日头条这个兴趣点值得放进关注列表。

最后给个零成本的行动项。

新闻里这个星系,你自己就能看见。仙女座星系是肉眼可见的最遥远天体——你看到的光,是250万年前出发的,出发时地球上连智人都还没出现。今日头条

从现在到11月,观测条件逐月变好,11月前后是最佳观测期。知乎

  • 找法一:先认飞马座大四边形,从壁宿二往仙女座μ方向移动约两度;

  • 找法二:仙后座的W开口方向,大致就指向它。

在无光害或轻光害的郊外,肉眼能看到一片暗弱的椭圆形光斑,视星等约3.4,实际跨度约有6个满月大。今日头条加一副7x50或10x50双筒望远镜,亮核会更清楚,条件好时还能带出M32和M110两个伴星系。

仙女座要撞向银河系,却先「安静」了:哈勃最新测出2亿颗恒星的家底,今秋肉眼可查

预期管理要做:就算上架望远镜,你看到的也是上万亿颗恒星的集成光,不可能像哈勃数据里那样一颗一颗分辨。很多人第一次用肉眼或双筒看到仙女座时会有些失望,觉得它和哈勃拍出的壮丽照片大相径庭——这不怪仙女座,只怪它的光实在太暗,在我们眼中只能是一团灰白色的迷雾。今日头条那版清晰的仙女座,只在15亿像素全景图里,以及罗曼未来的照片里。

换句话说,11月的晚上,当你用肉眼找到那团光,你看到的正是这项研究的主角——一个正在放缓、正朝我们走来、万亿颗恒星的邻居。

这个谈资和行程,都值得存一下。

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