NASA韦伯与哈勃揭示银河系形成遗迹的历史
利用人类最强大的两个天文观测站——NASA的詹姆斯·韦伯和哈勃太空望远镜——的研究人员明确表明,特赞5不再是曾经被分类为的球状星团,这为了解我们的银河系及其他星系如何形成和随着时间演变提供了新的见解。一般而言,球状星团只包含一个古老的恒星种群。新的数据不仅确认了特赞5中存在两个不同的恒星种群,还提供了两轮更近期的恒星形成证据。尽管位于我们银河系拥挤的中心区域——由古老恒星组成的球形区域,特赞5的质量足够大,保持了其独立的身份,而轻质量系统则在数十亿年前扩散并混合,形成了隆起。这就像一个在其他均匀混合的蛋糕糊中的小块。“韦伯的新近红外观测与哈勃的档案观测相互参考,让我们对特赞5的历史有了更清晰的认识,”研究负责人、意大利博洛尼亚大学的博士生乔治亚·祖洛说。这些结果在美国天文学会第248次会议的新闻发布会上发布,并发表在《天文学与天体物理学》上。来自韦伯的新观测结合哈勃的多次观测证明特赞5是一个自给自足、自我丰富的恒星系统,包含多达四个不同的恒星种群。它在我们银河系的中央隆起内轨道。图像来源:NASA, ESA, CSA, STScI, 乔治亚·祖洛(博洛尼亚大学),弗朗切斯科·费拉罗(博洛尼亚大学);图像处理:阿丽莎·帕根(STScI)特赞5于1968年由天文学家阿佐普·特赞发现,在许多方面类似于球状星团。然而,2009年发现该系统拥有两个不同的恒星种群。2016年,哈勃首次估计了它们的年龄,显示其中一个大约在120亿年前形成——当时银河系本身正在组建——另一个大约在50亿年前形成,正好在地球开始形成之前。这表明它的历史比典型的球状星团更复杂。由于特赞5位于我们银河系一个拥挤且被尘埃重重遮蔽的区域,研究变得复杂。这就是韦伯发挥作用的地方。其红外视野使研究团队能够透过尘埃观察到比以前的工作更多的恒星,以及更暗的恒星。通过测量恒星的颜色和亮度,天文学家可以将它们分类为不同年龄和化学成分的种群。韦伯能够测量在视野内的每一颗恒星的这些关键特性——包括特赞5内的恒星和无关的前景恒星。为了孤立特赞5的恒星,团队依赖于哈勃的强大和持久的能力。12年的分离让团队能够测量个别恒星的微小运动,称为视距运动,以确定哪些恒星属于特赞5,哪些是银河系隆起的一部分。通过结合来自韦伯和哈勃的数据,研究人员发现有强有力的证据表明还有两个额外的恒星种群,一个在38亿年前形成,另一个在仅25亿年前形成。他们还能够以前所未有的精确度确定已知恒星种群的年龄,发现它们分别在125亿年前和47亿年前形成。凭借之前已知的两代恒星,天文学家无法排除特赞5与另一个物体(如一个球状星团或一个巨大的分子云)相互作用的可能性,使其富含新的气体和尘埃,从而引发第二轮的恒星形成。而随着四个恒星世代的出现,这些解释被排除。对特赞5种群恒星成分的测量在W. M. 凯克天文台和欧洲南方天文台的非常大望远镜所做的测量也指向非常不同的种群。“连同这些种群的年龄,这个星团保存了一种重元素逐步丰富的化石记录,”共同作者、加州大学洛杉矶分校的研究天文学家R. Michael Rich说。特赞5形成了多代恒星,因为它能够保留所需的原材料。有证据表明特赞5中发生了强大的超新星爆炸,锻造了更重的元素,这些元素被随后的恒星世代吸收。在轻质量系统中,爆炸本身的力量可能将生成的元素喷射出去,同时清除剩余的气体和尘埃。特赞5的前体拥有足够的质量来保留这些恒星的喷射物,使新的恒星世代在数十亿年内得以形成。结果表明特赞5很可能是一个最初在125亿年前形成的更为庞大的恒星系统的遗迹。特赞5之所以特别,是因为它得以幸存——且从未与其他系统合并或完全“混合”在一起。
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