小星系有大核心,哈伯望遠鏡很愛看

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 23 日 0:00 | 分類 天文 , 尖端科技 follow us in feedly


哈伯望遠鏡拍攝的星系 ESO 495-21(另有編號為 Henize 2-10),位於南半球天空的羅盤座(Pyxis)方向,距地球約 3,000 萬光年,屬於所謂的星遽增矮星系(dwarf starburst galaxy)。因直徑約 3,000 光年,只有銀河系 3% 大小,卻瘋狂快速地製造新恆星,新恆星誕生率是銀河系 1 千倍以上。天文學家認為它的中心很可能也有一個超大質量黑洞。這些對一般尺寸星系而言相當平常,但以這個小星系的尺寸來說,這現象就不尋常了。如果能了解原因,或許能增進對星系形成和演化的認知。

哈伯已觀測 ESO 495-21 好幾次了,特別是研究該星系的數個大質量恆星聚集形成的超級星團。這些超級星團都很年輕,約數百萬年而已,但對母星系有極大的影響力。天文學家期望藉由探究這些超級星團演化過程的最早期階段,進一步了解大質量恆星如何形成及如何改變整個宇宙。

除了超級星團受矚目,天文學家認為 ESO 495-21 的核心可能有個超大質量黑洞。基本上,宇宙大部分大型星系的核心都有超大質量黑洞,且星系規模愈大,核心的超大黑洞質量也會愈大。以銀河系為例,核心就有個 400 萬倍太陽質量的超大黑洞,編號為人馬座 A*(Sagittarius A*,或縮寫 Sgr A*)。然而只有銀河系 3% 大小的 ESO 495-21 核心,也有個約 100 萬倍太陽質量的超大黑洞,讓天文學家疑惑不已。

對星系核心超大質量黑洞的起源,眾說紛紜,莫衷一是:是先形成星系,而後星系中心的物質聚集形成黑洞?還是先有黑洞,然後周圍聚集物質逐漸形成星系?更或是星系和黑洞並存,共同演化?甚至以上皆非,有第 4 種以上的選項?

天文學家認為:體積小、形狀模糊、高恆星誕生率,所以 ESO 495-21 可能近似宇宙誕生後形成的第一代星系;而又在星系核心發現超大質量黑洞,就強烈傾向先有黑洞而後有星系的理論假設。不過這個結論是否為真,還需要天文學家繼續小心求證。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:ESA