作者:Jamie Bock 来源:《科学》 发布时间:2014/12/2 10:46:46
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半数恒星潜伏星系之外
或因星系碰撞被抛出

 

星系间的碰撞会将一些恒星“踢出”星系。图片来源:NASA、ESA

天文学家日前发现了一些昏暗的宇宙光线,这是迄今为止从未探测到的,它们可能来自于一些游弋于星系之间的恒星。这一发现表明,多达半数的宇宙恒星竟然潜伏在星系边际的外围。

马里兰州绿带市美国宇航局(NASA)戈达德空间飞行中心天体物理学家Harvey Moseley认为:“或许有‘人’就住在星系的外围,住在没有一个星系的寒冷黑暗的宇宙空间中。”

这些恒星可能是在星系之间的碰撞过程中被抛到那里的。由帕萨迪纳市加利福尼亚州理工学院(Caltech)天体物理学家Michael Zemcov率领的一个研究小组,在11月7日出版的《科学》杂志上报告了这一研究成果。

这一发现来自分别于2010年和2012年搭乘一枚探空火箭进行了短暂空间飞行的宇宙红外线背景实验(CIBER)。当飞越地球大气层后,CIBER会每分钟观测5个不同的空间区域,从而搜集尽可能多的宇宙射线粒子。这些飞行分别发生在每年的不同时间,以便天文学家能够排除黄道光的影响,后者是太阳光被星际尘埃散射所发出的光线。

CIBER被设计用来寻找红外线发生的波动,从而搜索一些由在宇宙中形成的第一批星系发出的信号。这些星系发出的光线由于受宇宙膨胀的影响而被红移至红外线波长。

然而当Zemcov及其同事开始筛查CIBER的数据时,他们意识到这项试验所捕捉的光线远没有“红”到来自古老星系的水平。研究人员表示,这些光线必定来自于一些更近并且更现代的天体,例如一些普通的恒星。

科学家基于CIBER的视野向整个宇宙进行了推测,并断定那里有比能够用已知星系解释的多得多的光线。研究小组成员之一、Caltech天体物理学家Jamie Bock认为,这意味着光线可能来源于位于星系之间的恒星。“这些恒星就像星系自身那样产生了许多的背景光。”他说,“这一发现真的令人兴奋。”

天文学家测量了宇宙背景光近红外区域中的波动,结果惊讶地发现,这些恒星产生的光线亮度之和与所有星系加在一起发出的亮度几乎相当。研究人员又利用“斯皮策”红外探测太空望远镜进行验证,所获得的数据证实有大量恒星位于星系之外。

恒星通常存在于星系内部,然而当星系之间发生碰撞时,它们也会因为万有引力被抛出星系。Zemcov说:“我们以前曾观测到恒星被星系抛弃的现象,但新测量数据表明这一现象普遍存在。”

Bock怀疑,许多这样“叛逃”的恒星可能来自于相对较轻的星系——与大质量的星系相比,它们更容易丧失对内部恒星的掌控。

Moseley表示:“如果这是真的,会有很多的恒星聚集在星系的外围,但由于每颗恒星的光线是如此昏暗,以至于我们只能看到它们总体发出的光线。”

帕萨迪纳市卡内基天文台天文学家Juna Kollmeier认为,这项研究成果表明科学家对于星际空间的了解是多么有限,及其对于宇宙的能量平衡作出了何等的贡献。今年6月,Kollmeier和她的同事报告了一个“缺失的光线”问题,指出没有足够的恒星以及星系能够解释在星际空间得到的其他观测结果。

Kollmeier认为最新的发现是“激动人心的”,但新研究所使用的推断光线来自于星系外恒星的模型却不足以令人信服。

Bock及其同事现在正在构建一个后续实验——CIBER2,它将着眼于研究可见光而非红外波长。研究人员希望这项实验能够解释关于背景光的新信息,同时确定位于星系之外的到底都是一些什么样的恒星。(来源:中国科学报 赵熙熙)

 
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