哈勃捕捉到“宇宙靶心”图像：揭示令人惊叹的九环星系

哈勃望远镜的高分辨率图像让研究人员能够观察到更多牛眼星系的星环--并帮助确认是哪个星系俯冲穿过了它的核心。大约 5000 万年前，一个小的蓝矮星系穿过巨大的牛眼星系，产生了惊人的涟漪效应。 但在太空中，这些"波纹"的表现却有所不同。 撞击推动气体、尘埃和恒星向内和向外移动，在大星系中形成了至少九个发光环，而不是水。

LEDA 1313424，绰号"牛眼"，大小是银河系的两倍半，有九个星环--比其他任何已知星系都多六个。 美国国家航空航天局哈勃太空望远镜的高分辨率图像确认了八个星环，夏威夷 W. M. 凯克天文台的数据确认了第九个星环。 哈勃和凯克天文台还确认了是哪个星系俯冲穿过牛眼，形成了这些星环：位于牛眼正中左侧的蓝色矮星系。 资料来源：NASA、ESA、Imad Pasha（耶鲁大学）、Pieter van Dokkum（耶鲁大学）

这种程度的细节在星系碰撞中很少被观测到。 来自哈勃太空望远镜和夏威夷W. M. 凯克天文台的数据证实，牛眼星系拥有史无前例的九个星环--比其他已知星系多六个。 哈勃还找出了罪魁祸首：蓝矮星系，它现在位于牛眼星系核心的左侧。

这幅插图正面展示了被称为"牛眼"的巨大星系。 虚线圆圈表示它的每个星环所在的位置，这些星环是在大约 5000 万年前一个蓝矮星系（未显示）穿过它的核心后像池塘里的涟漪一样形成的。 美国宇航局的哈勃太空望远镜帮助研究人员仔细确定了大部分星环的位置，其中许多星环都堆积在中心位置。 来自夏威夷 W. M. 凯克天文台的数据帮助研究小组确认了另一个星环。 资料来源：美国国家航空航天局、欧洲航天局、拉尔夫-克劳福德（STScI）

美国国家航空航天局（NASA）的哈勃太空望远镜捕捉到了一个非同寻常的宇宙靶心。 巨大的星系LEDA 1313424上荡漾着九个明显的、充满恒星的星环--这远远超过了天文学家在一个星系中所看到的星环数量。 原因何在？ 一个更小的蓝矮星系像箭矢击中目标一样直接穿过了它的中心。

天文学家利用哈勃望远镜发现了八个可见的环，超过了以前在其他星系中只看到两三个环的记录。 来自夏威夷 W. M. 凯克天文台的数据确认了第九个星环，使这一发现成为史无前例。

"这是一个偶然的发现，"首席研究员、康涅狄格州纽黑文的耶鲁大学博士生伊马德-帕沙（Imad Pasha）说。"当我看到一个星系有几个清晰的环时，我立刻被它吸引住了。 我不得不停下来研究它。 "研究小组后来给这个星系起了个绰号叫"牛眼"。

哈勃天文台和凯克天文台的后续观测也帮助研究人员证明了哪个星系穿过了"牛眼"的中心--一个位于其中心左侧的蓝矮星系。 这个相对较小的插足者在大约 5000 万年前像飞镖一样穿过了牛眼的核心，在它身后留下了像池塘涟漪一样的环。 现在，一条细细的气体轨迹将这对天体连接起来，尽管它们目前相隔 13 万光年。

这项新研究的共同作者、耶鲁大学教授皮特-范-多克库姆（Pieter G. van Dokkum）说："我们在一个非常特殊的时刻捕捉到了牛眼。在撞击之后有一个非常狭窄的窗口，像这样的星系会有如此多的星环。"

这幅插图比较了我们银河系和绰号"牛眼"的巨大星系 LEDA 1313424 的大小。 银河系的直径约为 10 万光年，而"牛眼"直径为 25 万光年，几乎是银河系的两倍半。 图片来源：NASA、ESA、拉尔夫-克劳福德（STScI）

在宇宙的时间尺度上，星系之间的碰撞或擦肩而过非常频繁，但一个星系俯冲穿过另一个星系中心的情况却极为罕见。 蓝矮星系穿过牛眼的直线轨迹后来导致物质以波浪的形式向内和向外移动，引发了新的恒星形成区域。

牛眼有多大？ 我们的银河系直径约为10万光年，而"牛眼"直径为25万光年，几乎是"牛眼"的两倍半。

研究人员利用哈勃的清晰视野，仔细地确定了大部分星环的位置，因为许多星环都堆积在中心位置。帕夏说："如果没有哈勃，这是不可能实现的。"

他们利用凯克天文台又确认了一个环。 研究小组怀疑第 10 个星环也曾存在过，但现在已经褪色，无法再探测到了。 他们估计，它可能比哈勃图像中最宽的环远三倍。

这张碰撞环星系 LEDA 1313424（绰号"牛眼"）的照片是由哈勃太空望远镜的高级巡天照相机（ACS）拍摄的。 图中显示了比例尺、罗盘箭头和参考色键。 资料来源：NASA、ESA、Imad Pasha（耶鲁大学）、Pieter van Dokkum（耶鲁大学）

帕夏还发现了"牛眼"与一个早已确立的理论之间的惊人联系： 星系环似乎几乎完全按照模型的预测向外移动。

范多库姆说："这一理论就是为了有一天有人看到如此多的星环而提出的。"能通过牛眼星系证实这一由来已久的预言，我们感到无比欣慰。"

"如果从高空俯瞰，就会更明显地发现该星系的星环并不像飞镖盘上的星环那样均匀分布。 哈勃的图像从一个小角度显示了银河系。"帕夏解释说："如果我们直接俯视银河系，星环看起来是圆形的，星环在中心处成团，越往外间隔越远。"

要想象这些星环是如何形成的，可以想象一下将一颗小石子投入池塘。 随着时间的推移，第一个圆环荡漾开来，成为最宽的圆环，而其他圆环则在其后继续形成。

研究人员猜测，牛眼星系的前两个星环形成得很快，并向外扩散出更宽的圆环。 由于蓝矮星系的飞越对前两个圆环的影响更大，因此其他圆环的形成可能略有错开。

单个恒星的轨道基本上没有受到干扰，不过恒星群确实"堆积"在一起，经过数百万年后形成了明显的星环。 然而，气体被带向外侧，与尘埃混合形成新的恒星，使牛眼星环更加明亮。

要弄清在蓝矮星"飞越"之前和之后有哪些恒星存在，还有很多研究工作要做。 天文学家现在还能改进模型，以显示银河系在数十亿年中可能如何继续演变，包括更多星环的消失。

虽然这次发现只是一次偶然，但天文学家们可以期待在不久的将来发现更多类似的星系。"范多库姆解释说："一旦NASA的南希-格蕾丝罗曼太空望远镜开始科学运作，有趣的天体就会更容易出现。我们将了解到这些壮观事件到底有多罕见。"

研究小组的论文于2025年2月4日发表在《天体物理学杂志通讯》上。

编译自/ScitechDaily