哈勃太空望遠鏡發現數千個球狀星團散佈在后髮座星系之間


天文學家透過哈勃太空望遠鏡觀測資料,在三億光年遠的后髮座星系團(Coma galaxy cluster)裡發現數千個球狀星團散佈在星系之間,使目前已知球狀星團數量一下子增加到22,426個,並有助於天文學家測繪后髮座星系團內的一般物質與暗物質分布狀況。

由於球狀星團比整個星系小得多,但總數不少,所以很適合用來探查被后髮座星系團重力場致使得空間扭曲情況。事實上,后髮座星系團是第一個觀測到重力異常的天區之一,天文學家認為此地應該聚集了許多宇宙中看不見的質量,後來將這些不可見物質稱為暗物質(dark matter)。

球狀星團由數萬到數十萬顆恆星聚集成團,繞共同的質心旋轉,整個星團外型大致呈現球狀,因而名之,銀河系內已知的球狀星團數大約在一百五十個左右。球狀星團內相當擁擠,絕大部分成員星的年齡都偏老,有些甚至幾乎和宇宙誕生年齡比肩,所以可以呈現星系形成初期的狀況。星系團則是由數百至數千個星系受重力束縛而聚集的團體,例如銀河系所在的本星系群成員數量約五十多個,是個比較小型的星系團體;而后髮座星系團是個比較大的星系團,成員數量超過一千個。

銀河系中有些球狀星團用肉眼就可以看見其朦朧如星點狀的外觀;但遠在三億光年外的后髮座星系團的球狀星團,即使用犀利的哈勃之眼,看到的也只不過是如針尖般的小光點。因此在這個星系團內,要在星系間搜尋球狀星團是非常困難的事,但這些天文學家們還是做到了。這些散佈在星系之間的球狀星團,其實是在星系近距碰撞過程中,從原本的母星系中被跩出來的,從此後就成為流浪在星系間的孤兒。這個說法有哈伯影像為證:有一些球狀星團沿著星系間因重力交互作用而形成的橋狀潮汐尾結構排列成行。

澳洲國立望遠鏡設施(Australian Telescope National Facility,簡稱 ATNF)天文學家胡安·馬德李(Juan Madrid)是第一個提出后髮座星系團內球狀星團散佈在星系之間的想法的人,而且這些球狀星團一路分布到星系團最邊緣之處。在研究過程中很不幸的遇到哈伯太空望遠鏡故障,所以他率領一個由大學生組成的團隊蒐集歷年各個計畫拍攝的影像,拼湊出他們所需的完整后髮座星系團景象。馬德李等人發展一套演算法,以便從后髮座星系團的拼接影像超過十萬個天體中篩選出球狀星團。由於球狀星團成員星普遍是老恆星,使星團整體色調偏紅,再加上球狀外觀,便可藉此消去眾多無關天體,其中絕大部分是與后髮座星系團無關的背景星系,殘餘下的就可能是球狀星團了。

【圖:美國太空總署;文:節錄自台北天文館之網路天文館網頁】 研究全文刊登在已經出版的《天體物理學報》

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