球狀星團的新寶庫蘊藏著星系演化的線索

使用地面和天基望遠鏡組合完成的一項調查在橢圓星系半人馬座 A 的外部區域發現了一個以前未知的球狀星團的寶庫 - 由數千顆同時形成的古老而密集的恆星群組成。這項工作在理解這個星系的結構和宇宙學歷史方面取得了重大進展，併為一般星系的形成和宇宙中暗物質的分佈提供了新的見解。

亞利桑那大學天文學系和管家天文臺的博士生艾莉森休斯是 6 月份 發表在《天體物理學雜誌》上的一篇同行評議論文的第一作者，該 論文總結了研究結果。她將於 週二在美國天文學會第 239 次會議的新聞釋出會上介紹這項研究 。

半人馬座 A，也稱為 NGC 5128，是一個視覺上令人驚歎的橢圓星系，具有從其中心的超大質量黑洞噴出的相對論性噴流，以及過去與圍繞半人馬座 A 執行的較小星系的碰撞和合並留下的壯觀的分散恆星流。在距離地球 1300 萬光年的半人馬座中，半人馬座 A 距離太遠，無法讓天文學家看到單個恆星，但星團可以被識別出來，並用作銀河系動盪演化的“化石證據”。

Hughes 和她的同事們在半人馬座 A 中展示了大約 40，000 個候選球狀星團的新目錄，建議對一組最有可能是真正球狀星團的 1，900 個進行後續觀察。研究人員調查了球狀星團候選者，其半徑約為 150 千秒差距，距離銀河系中心近 50 萬光年。這些資料結合了以下來源的觀察結果：半人馬座和雕塑家全景成像調查，或 PISCeS；蓋亞，歐洲航天局的空間觀測站，以及 NOAO 源目錄，它結合了來自兩個半球的望遠鏡的可公開訪問的影象，幾乎覆蓋了整個天空。

。 半人馬座 A 因其豐富且靠近地球而成為河外球狀星團研究的主要目標，但大多數研究都集中在銀河系內部 40 千秒差距（約 130，500 光年），休斯解釋說，留下銀河系的外圍大部分未被探索。根據候選者是真正的球狀星團的可能性對候選者進行排名，該團隊發現大約 1，900 個極有可能被確認為此類，應該是後續光譜確認的最高優先順序。

“我們正在使用蓋亞衛星，它主要專注於我們自己的銀河系內的調查，銀河系，以一種新的方式，我們將其觀測與地面望遠鏡聯絡起來，在這種情況下，智利的麥哲倫克萊望遠鏡和澳大利亞的英澳望遠鏡。”

休斯說，半人馬座 A 的結構告訴天文學家，它經歷了與其他星系的幾次重大合併，導致其呈球狀外觀，河流狀區域比周圍區域擁有更多的恆星。半人馬座 A 是最接近橢圓星系的例子，它為天文學家提供了一個近距離研究與我們的星系非常不同的星系的機會。銀河系及其最近的鄰居仙女座星系都是螺旋星系。以其熟悉的風車狀外觀，螺旋星系可能看起來像“典型”星系，但事實證明，它們不那麼有序的橢圓表親在宇宙中的數量超過了它們。

“半人馬座 A 可能看起來像一個奇怪的異常值，但這只是因為我們可以足夠近地看到它的細節，”休斯說。“更有可能的是，像銀河系這樣的橢圓星系和螺旋星系都比我們意識到的要混亂得多，只要我們看起來比表面更深一點。”

休斯說，球狀星團是很久以前發生的過程的證據。

“例如，如果你看到這些球狀星團中的一行，它們都具有相似的金屬丰度（化學成分）並以相似的徑向速度運動，我們知道它們一定來自同一個矮星系或與半人馬座 A 相撞的類似物體，並且現在正處於被同化的過程中。”

星團是由星際介質中的緻密氣體斑塊形成的。幾乎每個星系都有球狀星團，包括銀河系，它擁有大約 150 個球狀星團，但大多數恆星都沒有排列成這樣的星團。休斯說，透過研究球狀星團，天文學家可以收集有關它們所在星系的線索，例如它的質量、它與附近星系相互作用的歷史，甚至是其中暗物質的分佈。

“球狀星團很有趣，因為它們可以用作我們無法分辨單個恆星的其他星系中結構和過程的示蹤劑，”休斯說。 “他們堅持化學特徵，例如他們各自恆星的元素組成，所以他們告訴我們一些關於他們形成的環境的資訊。”

休斯解釋說，研究人員專門尋找遠離銀河系中心的球狀星團，因為半人馬座 A 的子結構暗示著大量未被發現的此類星團。之前的觀測在更中心的區域發現了不到 600 個星團，但銀河系的外圍區域在很大程度上仍然是未知的。

“我們看得更遠，已經發現了 100 多個新叢集，而且很可能還有更多，因為我們甚至還沒有完成資料處理，”休斯說。

“然後我們可以使用這些資料來重建該星系的結構和運動，並計算出它的質量，”休斯說。“從中我們最終可以減去它所有的恆星，看看剩下的是什麼——看不見的質量一定是它的暗物質。”