导读 大麦哲伦星云的超新星遗迹,前身竟是一颗15倍太阳质量恒星! 哈佛史密森天体物理中心(CFA)的天文学家,对大麦哲伦

大麦哲伦星云的超新星遗迹,前身竟是一颗15倍太阳质量恒星!

哈佛史密森天体物理中心(CFA)的天文学家,对大麦哲伦星云(LMC)中的X射线明亮超新星遗迹(SNR)N132D进行了详细光谱分析,其研究成果发表在《arxiv》上,提供了关于这种超新星遗迹化学成分的重要信息,并进一步阐明了它的来源。超新星遗迹是由超新星爆炸造成扩散、膨胀的结构,超新星遗迹包含从爆炸中膨胀的抛射物质和其他星际物质。

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这些物质已经被爆炸的恒星的冲击波通过而卷起,对超新星遗迹的研究对天文学家来说很重要,因为它们在星系演化中扮演着关键角色,将超新星爆炸产生的重元素分散到星际介质(ISM)中,并提供加热星际介质所需的能量,超新星遗迹也被认为是银河系宇宙射线加速的原因。麦哲伦云超新星遗迹(MCSNR)J0525-6938,简称N132D。

其X射线光度约为30十分之一erg/s,是大麦哲伦星云中X射线最亮的信噪比。虽然对这一信噪比已经进行了很多研究,但它祖先的性质仍然不确定。为了解决不确定性,由哈佛史密森天体物理中心Piyush Sharda领导的天文学家团队,对美国宇航局钱德拉X射线天文台的档案数据进行了全谱分析。关于N132D钱德拉数据还没有进行这样的分析,研究人员希望它能揭示关于这个超新星遗迹化学成分及其来源的基本信息。

在这项研究工作中,根据Chandra的档案观测,展示了大麦哲伦星云中最亮信噪比N132D的空间分辨X射线光谱。这项研究计算了大麦哲伦星云氧、氖、镁、硅、硫和铁的平均丰度。结果表明,在N132D的西北和东北边缘,氧和硫的丰度分别增加。此外,西缘外突出的一个微弱斑点显示出氧气的丰富性增强,这表明它可能是一个富氧喷出物质团。

通过对钱德拉数据的分析,天文学家发现N132D中的铁-钾络合物发射主要分布在它的南半部,而不是位于一个单一的特征中。假设这种发射背后是富硅的相对较热的等离子体(高于1.5keV)。天文学家估计,N132D的前身质量应该在15个太阳质量左右,并得出结论,这种信噪比是核心塌缩超新星的结果。所以,研究分析得出结论:SNR N132D很可能是由中等质量前驱体核崩塌造成,在CSM[星周介质]的一个空穴中,由前超新星风造成。

银河系正在和大麦哲伦星云进行大规模合并

加利福尼亚大学河滨分校进行的研究表明,我们的星系正在与最大的卫星星系“大麦哲伦星云”进行大规模合并。

就像月亮绕地球旋转,地球绕太阳旋转一样,星系相互绕行。

例如,有50多个卫星星系围绕我们自己的银河系运行。其中最大的是大麦哲伦星云(或称LMC),这是一个大型矮星系,类似于南半球夜空中的微弱云。

大麦哲伦星云是银河系的一个卫星星系,距离约为160000光年,直径大约是银河系的1/20,恒星数量约为1/10(大约是100亿颗恒星)。虽然比大多数星系为大,但在讨论银河系的时候也会被当做矮星系。

由加州大学里河滨分校的科学家领导的天文研究发现,绕银河系运行的几个小型或“矮星”星系很可能是从大麦哲伦星云脱离出来的,包括数个超微弱的矮星,例如Carina和Fornax。

研究人员利用盖亚太空望远镜收集的有关附近几个星系运动的新数据,并将其与最新的宇宙学流体力学模拟进行对比,发现了这一大规模合并。

加州大学河滨分校的团队使用了大麦哲伦星云在天空的位置以及诸如暗物质等物质的预测速度,发现至少有四个超微弱的矮星和两个经典的矮星Carina和Fornax曾经是大麦哲伦星云的卫星。

研究人员报告称,通过正在进行的合并过程,规模更大的银河系利用其强大的引力场将大麦哲伦星云撕裂并偷走了这些卫星。

物理学和天文学助理教授劳拉·塞勒斯(Laura Sales)说:“这些研究结果是我们宇宙学模型的重要证实,该模型预测宇宙中的小矮星系也应被一群较小的微弱星系同伴所包围。这是我们第一次能够将结层次结构映射到这种微弱和超微弱的矮星。”

这些发现对大麦哲伦星云的总质量以及银河系的形成都具有重要意义。

塞勒斯说:“如果直到最近才有那么多矮星与大麦哲伦星云相伴,那意味着10亿年前银河系卫星种群的性质完全不同,这将影响我们对最微弱的星系如何形成和演化的理解。”

研究结果发表在2019年11 月的《皇家天文学会月刊》上 。

矮星系是小型星系,包含数千到数十亿颗恒星。研究人员使用了“现实环境中的反馈”项目中的计算机模拟,显示出大麦哲伦星云和与其类似的星系拥有许多微小的矮星系,其中许多根本不包含恒星,只有暗物质,科学家认为这种物质占了宇宙质量的大部分。

该论文的第一作者,塞勒斯研究小组的研究生伊森·贾恩(Ethan Jahn)说:“大量的小矮星系似乎表明大麦哲伦星云的暗物质含量非常大,这意味着银河系正在经历其 历史 上规模最大的合并,其伙伴大麦哲伦星云带来了多达三分之一的合并。”

贾恩解释说,大麦哲伦星云所拥有的微小矮星系的数量可能比天文学家先前估计的还要多,而且许多微小卫星云都没有恒星。

他说:“小星系很难测量,实际上一些已知的超微弱矮星系可能与大麦哲伦星云有关。我们也有可能发现与大麦哲伦星云相关的新的超微弱矮星系。”

贾恩解释说,矮星系可以是较大星系的卫星,也可以是“孤立的”星体,它们独立存在,且独立于任何较大天体。大麦哲伦星云以前是孤立的,但它是被银河系的引力捕获的,现在是它的卫星。

他说:“在被银河系捕获之前,大麦哲伦星云至少拥有七个自己的卫星星系,包括南部天空中的麦哲伦星云。”

接下来,研究小组将研究大麦哲伦星云大小星系的卫星如何形成恒星,以及它们与暗物质质量的关系。

贾恩说:“看看它们的形成方式是否与银河系星系的卫星不同会很有趣。”

宇宙深处那些令人震撼的巨大星云,仿佛时空尽头

宇宙之大,远远超出人类的想象。浩瀚的宇宙中,有无数神秘的天体、星系。一组外太空的图像,可以把我们的视线带向若干光年之外。让我们通过图片,领略那些遥不可及的神秘世界。

蟹状星云

蟹状星云位于金牛座,距离地球大约6500光年,大小约为12×7光年,亮度是8.5星等,肉眼不可见。对蟹状星云最早的记录出自1731年英国的一个天文爱好者。1771年法国天文学家梅西耶在制作著名的“星云星团(M)表”时,把第一号的位置,留给了蟹状星云,编号为M1。1892年美国天文学家拍下了蟹状星云的第一张照片,30年后天文学家在对比蟹状星云以往的照片时,发现它在不断扩张,速度高达1100公里/秒,于是人们便对蟹状星云的起源发生了兴趣。由于蟹状星云扩张的速度非常快,于是天文学家便根据这一速度反过来推算它形成的时间,结果得出一个结论:在900多年前,蟹状星云很可能只有一颗恒星的大小。因此1928年美国天文学家哈勃首次把它与超新星建立了联系,认为蟹状星云是公元1054年超新星爆发后留下的遗迹。

马头星云

马头星云是一个暗星云,由于从地球看过去,黑暗的尘埃和旋转的气体形成了马头形状,故称为马头星云。它位于猎户座ζ星的左下处,是猎户座分子云团的一部分。距离地球大约1500光年,马头星云是美国哈佛大学天文台的威廉敏娜·佛来明在1888年拍摄的B2312号星系的一张照片底板上发现的。

草帽星系

草帽星系距离我们2930万光年,直径84406光年。从地球上看,它位于天赤道平面以南大约6°的位置。草帽星系是室女座星系团南边缘处最大的星系之一。质量大约为8000亿个太阳质量。其中包含有2000个球状星团,大约是银河系的10倍。从它核心的电磁辐射来看,那里极有可能存在一个超大质量黑洞。

创生之柱

创生之柱指的是哈勃太空望远镜拍摄到的老鹰星云内部圆柱形的星际气体和尘埃的一张影像。这张由32张不同影像合成的照片来自哈勃太空望远镜第二代广域和行星照相机的四架不同的相机。它是在1995年4月1日拍摄的,被Space网评定为哈勃太空望远镜拍摄的十佳照片之一 。负责处理这张影像的是亚利桑那州立大学天文学家杰夫赫斯特和Paul Scowen。

猎户座大星云

猎户座大星云是位于猎户座的反射星云,也是一个弥漫星云。1656年由荷兰天文学家惠更斯发现,直径约16光年,视星等4等,距地球1500光年,其位置也在中国古星名“伐一”“伐二”“伐三”附近。 猎户座大星云是太空中正在产生新恒星的一个巨大气体尘埃云。通过望远镜观察,可以看出猎户座大星云的形状犹如一只展开双翅的大鸟,它的亮度相当高,在全天仅次于卡利纳星云,在无光污染的地区用肉眼就可观察。猎户座大星云是全天最明亮的气体星云。

船底座星云

船底座星云又叫卡利纳星云,是人马座旋臂内距离我们9000光年的巨大星云,位置在船底座附近,包含有数颗零型星。船底座大星云虽然距离我们十分遥远,但星云中央区域依然明亮得足以让肉眼看到(不过要在赤道和南半球观察较佳)。

蝴蝶星云

蝴蝶星云是蛇夫座方向的美丽的行星状星云。大小约是150光年,它位于大麦哲伦星云,和地球距离大约是17万光年。与其它行星状星云一样,它也是类太阳恒星演化晚期的产物。它有一对非常对称的像蝴蝶翅膀一样的双极结构。目前对形成这种双极形行星状星云的物理机制的细节还不是很清楚。但可以肯定的是,在它的中心有一个气体盘面,盘面的中央有两颗互相绕转的恒星。就是这一对恒星在即将死亡的时候,从气体盘面抛出气体,灼热的气体向两端扩散形成了这样壮丽的双极外观。

大、小麦哲伦星云

网状星云

备注麦哲伦星云什么意思?

你是宇宙的中心

“对某人来说,你就是宇宙的中心——就像小麦哲伦星云一样,你散发着整个宇宙的光芒,帮助他们找到方向。虽然你可能并没有意识到”对方是引用了「NASA」这句话。

站在大麦哲伦星云的某颗行星上看银河系,是一种怎样的体验?

站在大麦哲伦星云的某颗行星上看银河系,看不到整个银河系的盘面,因为大麦哲伦星云的位置不是垂直银道面,就像我们看银河的感觉差不多。我们夜空中的银河在光污染情况下看不见,其实是非常漂亮的,这就是我们的银河系。大麦哲伦星云又称大麦哲伦星系,简写为LMC,在南半天球距离南天极约20 左右的地方,位于剑鱼座与山案座之间,相当于 200多个满月的视面积。作为银河系的卫星星系,大麦哲伦星云距离我们大约16万光年,这个距离也算是比较远的,如果大麦哲伦星云存在宜居行星,其实也是有可能的,因为大麦哲伦星云直径大约是银河系的五分之一,大麦哲伦星云中的恒星数量约200亿颗,也是一个非常庞大的卫星星系。

当然我们在北半球是基本上看不见大麦哲伦星云,要在南半球才能看到大麦哲伦星云,在大麦哲伦星云中心也有黑洞存在,虽然是银河系的卫星星系,但也有自己的小天地。站在大麦哲伦星云的某颗行星上看银河系,就像是看一个远处的大星系一样,直径大约是银河系的五分之一,也不小了,远处是直径为10万光年的银河系。可以预见,如果站在大麦哲伦星云的某颗行星上,天空中应该有两条银河,一条在大麦哲伦星云,比较短,另一个就是银河系。由于银河系与大麦哲伦星云之间存在一个角度,因此可以部分看到银河系的盘面,但是看不全。

SpaceEngine的模拟结果,从R136a1所在的位置看来。

这张是从大麦哲伦星云中的某颗行星上看来。

天文学家见证了大、小麦哲伦星系之间的战斗

天文学家们已经目睹了,迄今为止最详细的,两个附近星系之间的残酷的争斗,这两个星系正在互相撕扯,并把它们扔进气态麦哲伦河,这是一条环绕着我们银河系的宇宙血河。

这项由ANU领导的新研究调查了大、小麦哲伦星云(银河系外围的矮星系)之间的剧烈摇摆,这些星系在夜间可以用肉眼从南半球看到。

来自ANU的首席研究员Dougal Mackey博士说,研究小组使用智利4米Blanco望远镜上的暗能量相机绘制了云层外部边缘的超微弱星图,并揭示了数十亿年来云层之间的反复相互作用。

“大麦哲伦云真的在打乱它的小伴星-小麦哲伦星云的外部部分向大麦哲伦星云方向和远离大麦哲伦星云的方向都有很强的拉长。”

不同年龄的恒星在小麦哲伦星云中的分布表明,与大麦哲伦星云可能在几十亿年前有过不愉快遭遇。

“大麦哲伦星云并非在这次斗争中毫发无损,因为离小麦哲伦星云最近的一侧被严重扭曲和修剪,其郊区的其他部分也表现出严重的扭曲。”

麦基博士说,研究结果提供了进一步的证据,证明这两片星云之间的不和谐和持续的冲突创造了麦哲伦流。

研究小组开发了这张地图,揭示了麦哲伦星云之间数十亿年来的反复相互作用。

他说:“这两个星云最终将完全被银河系吞噬,但我们想知道它们还剩多长时间,以及它们在最终毁灭之前会产生什么样的影响。”

“我们还发现,在麦哲伦流中形成的年轻恒星-这部分被称为麦哲伦桥。”

麦基博士说,研究小组还发现了一个先前未知的微小星系,名为Hydrus I,位于两个星云之间。

他说:“这个星系属于一种叫做超微弱矮星的星系,它的存在是在大约10年前才发现的。这些星系是极低亮度的矮星星系,但它们仍然有大量的暗物质”。

麦基博士说,这个矮星星系会随着大小麦哲伦星云,最终一起掉入银河系,被银河系完全吞没。