주메뉴바로가기본문바로가기
비즈한국 비즈한국

科学
仙女座星系旁出现的蓝色气体云之谜

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。  Read original in Korean →

[비즈한국] 2023年,在仙女座星系正旁边发现了一个奇怪的形体。天文摄影师们偶然用只捕捉电离氧光线的滤镜进行了111小时的曝光拍摄,结果在仙女座旁发现了巨大的蓝色气体云。这是此前从未有过记载的形体。人们以最初发现它的三位业余天文摄影师的名字,将其命名为DSO 1。

这团令人困惑的气体云至今仍让天文学家们感到头疼。但最近终于有一篇论文宣称解开了它的真面目。那么,这团气体云究竟是什么呢?

通常,普通望远镜在拍摄星际物质时,使用的是捕捉氢光线的滤镜,而非氧光线。这就是为什么这团可疑的气体云长时间未被发现的原因。刚被发现时,天文学家们就在思考它的身份。如果它与仙女座处于同一距离,那么其规模至少应达到10万光年。对于漂浮在星系与星系之间空间里的纯粹气体物质而言,这是一个非常巨大的规模。它也可能与仙女座星系无关,只是漂浮在我们银河系晕(Halo)内近距离处的一小团气体云。但由于找不到足以照亮这团气体云的光源,这也不是一个令人满意的解释。

目前,关于它是进入我们银河系内部的小星云,还是离开银河系、漂浮在数百万光年外巨型天体的争论,让人不禁联想起100年前的天文学大辩论。而那场大辩论的发生现场,恰好就是仙女座星系。这真是一种奇妙的巧合。

仙女座星系及其旁边的巨大蓝色气体云。图片=Ogle et al.
仙女座星系及其旁边的巨大蓝色气体云。图片=Ogle et al.

甚至有人猜测,这可能是银河系与仙女座星系即将发生碰撞,两者的星系晕相互挤压而形成的冲击波痕迹。最近确实观察到两者的星系晕开始接触,有人认为这是接触面留下的余波。但这一假设很快被否定了。后续的光谱观测结果显示,这团蓝色气体云仅以10km/s左右的极慢速度移动。与正高速靠近的仙女座星系的运动速度相比,它显得非常缓慢。因此,不能将其视为碰撞引起的冲击波。

为了查明其身份,观测和分析工作持续进行。天文学家们终于找到了新的线索。即它是一种由附近的恒星坍缩为白矮星时扩散而成的“幽灵行星状星云”。南环状星云(Southern Ring Nebula)就是幽灵行星状星云的典型代表。像太阳这样质量不大的恒星在核聚变结束后坍缩为白矮星时,向四面八方喷射的壳层物质会迅速电离周围的星际物质,从而留下这种明亮的痕迹。

本次分析将附近的仙女座EG星(EG Andromedae)列为制造这团蓝色星云的嫌疑人。这颗星虽然在仙女座区域,但名字里带仙女座只是巧合,它与仙女座星系无关。该恒星距离我们约2000光年,属于我们银河系内的近邻恒星。它正以107km/s的高速穿行于银河系晕中。因此,恒星喷射出的物质在高速冲撞银河系的星际物质时,可能会产生圆形的冲击波。这与子弹划破空气在前方形成圆形冲击波的原理类似。

该恒星的运动方向恰好指向蓝色星云。在后续观测照片中,可以看到这颗恒星留下的145光年长的气体尾迹,它与蓝色星云相连。这进一步支持了“这是恒星高速穿过宇宙空间时扩散形成的冲击波”这一假设。如果该结论属实,那么这团星云刚好出现在仙女座星系前方纯属巧合,这也正是让我们困惑的原因。

当然,也有反对意见。由于蓝色星云的速度依然缓慢,很难断定它是以高速漂浮在星系晕空间中的恒星所形成的冲击波。或许是因为这团蓝色星云不仅与背景中的仙女座星系,还与作为元凶的恒星所留下的气体尾迹在视角上偶然重叠在类似方向,才巧妙地掩盖了它的真实身份。

研究团队在论文中还提出了其他类似蓝色星云的“幽灵星云”的存在。当使用同样的电离氧滤镜拍摄因坍缩恒星产生的冲击波向四周扩散、形成行星状星云的现场时,出现了相似的图案。这表明我们银河系的空间是一个非常混乱且拥挤的世界。如果我们能用电离氧滤镜为整个银河系及星系晕空间绘制全新的地图,或许会见到此前从未预想过的喧嚣景象。

最近,天文学家们正在通过电波这一全新的“光”,对一直隐藏在浓厚尘埃云后的银河系中心区域进行大规模观测项目。他们精细地描绘了由隐藏在那里的超大质量黑洞咆哮所产生的复杂冲击波,以及与星际物质碰撞的痕迹。那里有着无数细长、交织复杂的尘埃纤维。然而,对于空旷的银河系晕,却从未进行过系统的、大规模的观测。因为虽然银河系中心有“超大质量黑洞”这一明确的关注点,但恒星密度稀疏的银河系晕并没有特别引人注目的对象。

然而,业余天文摄影师们在专业天文学家尚未关注的“无聊”领域进行了史无前例的尝试,并在此中遇见了谁也未曾预想过的风景。天文学中的伟大发现依然欠那些业余爱好者们巨大的人情。直到现在,天文学家们才开始思考:我们的银河系晕或许并非那般无聊、空旷。真好奇在那漆黑的夜空中,还有哪里飘散着闪烁着微弱蓝光的星云碎片。

作者池雄培(Ji Woong-bae)是谁?热爱猫咪与宇宙。儿时在观看《银河铁道999》后,立下了传播宇宙之美的梦想。目前作为世宗大学自由专业学部助理教授,参与演讲与写作等各类科学传播活动。著有《每天一片宇宙》、《星光闪耀的宇宙科学家们》、《虽无法触及但可知晓》、《观察宇宙时浮现的奇怪问题》等书籍,并翻译了《给真正航行于宇宙的搭车客指南》、《我为何杀了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphics》等作品。

本文由AI自动翻译。与韩语原文相比可能存在误差。
지웅배 천문학자

고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 ‘은하철도 999’를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 세종대학교 자유전공학부 조교수로 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 함께 하고 있다. ‘천문학자의 쓸모없음에 관하여’, ‘우리는 모두 천문학자로 태어난다’, ‘우주를 보면 떠오르는 이상한 질문들’ 등의 책을 썼으며, ‘나는 어쩌다 명왕성을 죽였나’, ‘퀀텀 라이프’, ‘UFO’ 등을 번역했다.

writer@bizhankook.com
저작권자 ⓒ 비즈한국 무단전재 및 재배포 금지