新觀測揭示草帽星系的劇烈演化歷程

草帽星系（M104）是天文觀測廣為人知的天體，以明亮核心與寬廣塵埃盤聞名，外形神似墨西哥帽，是經常列為業餘與專業天文觀測的目標。近期詹姆斯‧韋伯太空望遠鏡的近紅外線觀測資料又補充了演化歷史的理解。

與哈伯的可見光影像相比，韋伯太空望遠鏡的近紅外影像，草帽星系的塵埃盤顯得不那麼明顯。近紅外波長較長，能穿透塵埃，使原本被遮蔽的星光透出，讓星系中央恆星群的結構更為清晰，因此主要呈現的是恆星分布。2024年底韋伯以中紅外線拍攝的影像，可直接看到塵埃本身因溫度發出的微弱輻射，揭示分布與形態。三種波段分別描繪出塵埃遮蔽、星系中恆星分布與塵埃發光的不同面貌，互為補充，有助於建立對星系結構與物質組成的整體理解。

▲ 不同波段下的草帽星系影像。上為哈伯太空望遠鏡的可見光影像，中為韋伯太空望遠鏡的近紅外影像，下則為中紅外影像。三種波段分別呈現塵埃遮蔽（上）、恆星分布（中）與塵埃發光（下）的不同結構特徵。

過去曾有研究指出，草帽星系曾與至少另一個星系劇烈合併。草帽星系有約2,000個球狀星團，每個星團由數十萬顆年老恆星組成，是研究恆星化學演化的重要系統。最新光譜分析顯示，這些星團中的恆星在化學成分出現顯著差異，與「同時、同源」形成的理論預期不符，例如氧或氖等元素的含量不一致。這類差異可能與過去的星系合併事件有關。另一項支持合併理論的證據，是星系內盤的扭曲形態。研究人員發現，草帽星系的內盤從邊緣向中央逐漸內凹，輪廓類似淺漏斗狀，而非平坦展開。

此次研究透過整合可見光、近紅外與中紅外資料，讓天文學家得以從不同角度檢視草帽星系內塵埃與恆星的分布，並追蹤其過去的交互作用與結構變化，進一步釐清草帽星系的形成與演化歷程。