大麥哲倫星系,又稱“大麥哲倫云”,歸類于不規(guī)則矮星系,隸屬于本星系群。
就像月亮是地球的衛(wèi)星,銀河系周圍也環(huán)繞著一組衛(wèi)星星系,大麥哲倫星系是其中最亮的一個。大麥哲倫星系位于南半球的劍魚座與山案座的交界處。大麥哲倫星系是距離銀河系最近的內(nèi)部有恒星形成活動的貧金屬星系之一,相對于銀河系,大麥哲倫星系中的金屬豐度比較低,并且擁有強烈的遠紫外輻射。由于缺乏塵埃的有效保護,大麥哲倫星系中的分子氣體沐浴在遠紫外輻射場之中,因此這些區(qū)域也經(jīng)常被作為光致電離區(qū)來研究。
大麥哲倫星系距離銀河系約16.3萬光年,從宇宙的尺度上來說這是非常近的距離。這種近距離使它成為天文觀測上非常重要的目標,相比那些更加遙遠的星系,它可以被研究得更加細致。這也是科學家們愿意在南半球花費巨資修建大型望遠鏡的動力之一。
星云簡介
大麥哲倫星云的形態(tài)類似不規(guī)則星系,但似乎有一些尾旋結(jié)構(gòu)的痕跡。有些推測認為大麥哲倫星系以前是棒旋星系,受到銀河系的引力擾動才成為不規(guī)則星系,因此在中央仍保有短棒的結(jié)構(gòu)。在美國航空航天局銀河系外數(shù)據(jù)庫中依據(jù)哈勃空間望遠鏡星系分類為Irr/SB(s)m。大麥哲倫星系是本星系群中第四大的星系,僅次于三角座星系(M33)、銀河系與仙女座星系(M31)。在南半球的夜空中,大麥哲倫星云是一個昏暗的天體,位于山案座和劍魚座兩個星座的邊界之間。
其實早在約公元964年,'Abd Al-Rahman Al Sufi就已經(jīng)在恒星之書(Book of Fixed Stars)中記錄了這個星云。
命名
大斐迪南·麥哲倫星云是以16世紀葡萄牙著名航海家麥哲倫的名字命名的。
1519年9月20日,麥哲倫在西班牙國王的支持下,開始人類歷史上第一次環(huán)繞地球的航行。1520年10月,麥哲倫帶領(lǐng)船隊沿巴西海岸南下時,每天晚上抬頭就能看到天頂附近有兩個視面積很大的、十分明亮的云霧狀天體。麥哲倫注意到這兩個非同一般的天體,并把它們詳細地記錄在自己的航海日記中。麥哲倫本人后來航行到菲律賓時被一個小島上的土著居民殺害了,但是他的18名部下在1522年9月6日回到了西班牙。為了紀念斐迪南·麥哲倫的偉大功績,后人用他的名字命名了南天這兩個最醒目的云霧狀天體,稱之為大麥哲倫星云和小麥哲倫星系(因為當時人們還不知道它們實際上是兩個河外星系)。
特征
銀河系并不是宇宙中唯一的星系:通過各種方法,人們已經(jīng)觀察到的星系已經(jīng)有好幾萬個了!不過,由于距離太遙遠,它們看起來遠不如銀河那么壯麗。借助望遠鏡,它們看起來還只像朦朧的云霧。離咱們銀河系最近的星系——大麥哲倫星云和小麥哲倫星云,距離我們銀河系也有十幾萬光年。一般地,我們把除銀河以外的星系,統(tǒng)稱為“河外星系”。
大麥哲倫星云里存在豐富的氣體和星際物質(zhì),并且正在經(jīng)歷著明顯的恒星形成活動。這種大量恒星的形成現(xiàn)象可能是因為大麥哲倫星系受到了銀河系潮汐力的影響。并且,銀河系的潮汐力也從大麥哲倫星系中剝離了一些恒星和星際物質(zhì),形成了漫長的麥哲倫星流。
通常只有住在地球南半球居民才看得到的大麥哲倫星云,是離我們第二近的星系,它也是小麥哲倫星系(SMC)的近鄰。在繞著銀河系公轉(zhuǎn)的11個矮星系中,大麥哲倫星云也是其中之一。大麥哲倫星系內(nèi)充滿了各種星體和天文現(xiàn)象。
當前已經(jīng)在大麥哲倫星系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了60個球狀星團,400個行星狀星云和700個疏散星團以及數(shù)十萬計的巨星和超巨星。近代最明亮的超新星SN1987A,就是發(fā)生在大麥哲倫星云里。而麥哲倫星系和仙女星系(M31)以及銀河等100余個星系和1000多矮星系構(gòu)成了本星系群。
形狀
大麥哲倫星系通常被視為不規(guī)則星系,然而它顯示出有棒狀結(jié)構(gòu)的跡象,因此曾經(jīng)被重新歸類為麥哲倫型矮螺旋星系。
大麥哲倫星系有一個顯著的中央棒和尾旋臂。中央棒似乎有些扭曲,東西兩端比中心靠近銀河系。利用哈勃空間望遠鏡的觀測,在2014年測量出它的自轉(zhuǎn)周期大約是2.5億年。
長久以來,大麥哲倫星系被認為是一個“二維平面”的星系,與銀河系的距離是單一的。但是,科德威和考森在1986年發(fā)現(xiàn)在東北部的造父變星比西南部的造父變星接近銀河系。通過觀測星場中其它的造父變星、核心燃燒氦的紅叢集和紅巨星分支等的觀測證實了這種幾何上的傾斜。綜合這些論文得到的傾斜約為35°,以正面朝向銀河系的星系傾斜被定為0°。利用碳星運動學進一步的研究顯示大麥哲倫星系的盤面結(jié)構(gòu)是兩個厚片和向外傾斜的。關(guān)于大麥哲倫星系內(nèi)星團的研究,休·梅克等人測量了大約80個星團的速度,并且發(fā)現(xiàn)在大麥哲倫星系的群體運動學符合類似盤面分布的星團運動。這些結(jié)果也得到了科德威等人的證實,他們計算了大麥哲倫星系中一些星團的距離,顯示它們的分布與星場的平面是相同的。
距離
跟所有的星系一樣,確認LMC正確的距離是一項挑戰(zhàn),多年來測量所得的數(shù)值變化極大。主要的困難肇因于作為銀河系外測量距離標準燭光的造父變星和天琴座RR,在銀河系內(nèi)的視差還未能準確的校準;另一個原因則是LMC的金屬含量偏低對發(fā)光效率的影響尚不確知。在過去的數(shù)年中,已經(jīng)將距離確認在155,000~165,000光年的范圍內(nèi),以一個最近的距離模數(shù)估計的值是18.56,大約是51.5千秒差距。
位置
大小麥云都在南半天球距離南天極大約20°左右的地方。大麥云位于劍魚座與山案座兩個星座的交界處,跨越了兩個星座,占據(jù)了8°×7°的天區(qū),相當于 200多個滿月的視面積。小麥云位于杜鵑座,占據(jù)了4°×2°的天區(qū),相當于30個滿月的視面積。大麥云和小麥云之間相距大約20°。在南半球看大小麥云,一年四季,它們都高高地懸掛在南天天頂附近,爭相輝映,從不會落到地平線以下。就像我們在北半球看北斗七星永遠不會落到地平線以下一樣。它們是南天的一對瑰寶。可惜的是在北半球大部分地區(qū)都看不見它們,在我國南沙群島一帶,也只能在非常接近南方地平線的地方尋找到它們。
觀測形態(tài)
從我們的銀河系看出去,最明亮的星系是大麥哲倫星云 (LMC)。通常只有住在地球南半球居民才看得到的大麥哲倫星云,是離我們第二近的星系,它也是小麥哲倫星云 (SMC)的近鄰。在繞著銀河系公轉(zhuǎn)的11個矮星系中,大麥哲倫星云也是其中之一。大麥哲倫星系是一個昏暗的天體,位于山案座和劍魚座兩個星座的邊界之間。大麥哲倫星云是個不規(guī)則星系,它有個由年老紅色恒星所組成的棒狀核心,外面環(huán)繞著年輕的的藍色恒星,以及靠近上面這張影像頂端的明亮紅色恒星形成區(qū) - 蜘蛛星云。近代最明亮的超新星 SN1987A,就是發(fā)生在大麥哲倫星云里。
超級氣泡
科學家近年發(fā)現(xiàn)一個處在大麥哲倫星云內(nèi)的年輕氣泡狀星云,是一個色彩艷麗且豐富的發(fā)射星云,被命名為LHA120-N55,簡稱N55。
它位于163000光年外的遙遠的大麥哲倫星云(LMC),全身奇異色彩,天文學家發(fā)現(xiàn)其竟然位于一個「超級泡泡」之中,這可謂宇宙中的一大奇觀。
科學家們認為,這類超級泡泡形成于「超新星爆發(fā)產(chǎn)生的沖擊波」以及「新形成的恒星產(chǎn)生的恒星風」將附近的氣體與塵埃向四周吹散。隨著時間的推移,泡泡越吹越大,最終其范圍可橫跨數(shù)百光年。
在超級泡泡中,N55沒有被吹散,保存得相對完好。另外,還可以發(fā)現(xiàn)泡泡中有許多發(fā)著明亮藍光的星星,這個星團被命名為LH72。這是第二輪形成的恒星,可能就才幾百萬年的歷史。科學家認為它們與超級泡泡的形成無關(guān),但卻創(chuàng)造了星云鮮艷的色彩。LH72星團發(fā)出的強光剝離了N55星云的氫原子,使其呈現(xiàn)粉色。而這種粉色的光芒也正是宇宙中新形成的恒星的標志性信號。
科學家認為,N55這種星云表明老恒星的死亡,新恒星的誕生。由此N55也被稱作“宇宙中恒星的生死循環(huán)之地”。
這些超級泡泡在宇宙中并非永久長存的,科學家們認為隨著內(nèi)部的恒星繼續(xù)以超新星爆發(fā)的形式滅亡,產(chǎn)生的沖擊波可以將泡泡吹破,并吹散余下的氣體與塵埃。
發(fā)現(xiàn)
2012年:超級氣泡
2012年9月3日,國外媒體報道,天文學家觀測發(fā)現(xiàn)了大麥哲倫星云中一個異常明亮的超級氣泡。大質(zhì)量恒星產(chǎn)生強烈輻射,在高速行駛時驅(qū)逐物質(zhì),通過快速演化爆發(fā)為超新星。在周圍氣體中的風和超新星的沖擊波產(chǎn)生巨大空洞,被稱為超級氣泡。高能天體物理學中一個長期存在的問題就是,大麥哲倫星云中的一些超級氣泡,包括N44,發(fā)出的X-射線比在其結(jié)構(gòu)模型中預測的更多。
2013年:“恒星搖籃”
2013年,哈勃空間望遠鏡拍攝的星圖。距離地球16萬光年的大麥哲倫星云是銀河系的衛(wèi)星星系,其中恒星形成區(qū)的明亮星光如同萬花筒
2013年1月,據(jù)國外媒體報道,科學家在大麥哲倫星云處發(fā)現(xiàn)了新的恒星形成跡象,作為銀河系的衛(wèi)星星系,大麥哲倫星云在前者引力的作用下形成拉長狀外觀,并圍繞著銀河系,其中的氣體云發(fā)生折疊縮后演化出新的恒星。哈勃空間望遠鏡拍攝的大麥哲倫星云圖像中,該星云中存在恒星形成區(qū),從蜘蛛星云到LHA120-N11扁豆星云都是大麥哲倫星云中明亮的“恒星搖籃”。
2022年:最大恒星
當?shù)貢r間2022年8月19日,美國國家科學基金會的國家光學紅外天文研究實驗室(NOIRLab)發(fā)布的圖片顯示,位于大麥哲倫星云中“蜘蛛星云”中心的這顆恒星是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大恒星。
2022年10月消息,研究人員證實了難以捉摸的麥哲倫日冕的存在,這是一個由熱的、電離氣體組成的保護性光環(huán),以前只在理論上認為有。幾十億年來,銀河系最龐大的宇宙伙伴--大麥哲倫云和小麥哲倫云--一直在太空中進行著動蕩的旅行,在被我們自己的銀河系的引力撕裂的同時相互繞行。
參考資料 >
大麥哲倫星系中的天體動物園.中國科學院國家天文臺南京天文光學技術(shù)研究所.2024-02-06
哈勃望遠鏡拍攝到大麥哲倫星系中的疏散星團NGC 2164.環(huán)球網(wǎng).2024-02-06
20億年后銀河系可能與大麥哲倫星云相撞.國家航天局.2024-02-06
大麥哲倫星系.維普網(wǎng).2024-02-06
大麥哲倫星系中恒星形成區(qū)致密氣體加熱機制研究取得進展.中國科學院新疆天文臺.2024-02-06
大麥哲倫星系現(xiàn)奇特恒星新生區(qū):藍粉雙色.環(huán)球網(wǎng).2024-02-06
NOIRLab發(fā)布迄今為止發(fā)現(xiàn)最大恒星清晰圖像.中新網(wǎng).2022-08-20
哈勃太空望遠鏡探測到矮星系的“保護罩”:麥哲倫日冕.今日頭條-環(huán)球Tech.2022-10-03