第一次研究了来自孤儿恒星的难以捉摸的星系间光

By Robert Lea

2022/12/15

Science & Astronomy

 “我们关于群内光几乎什么都不知道”。

 “星系群”之间的光------“群内光”------无论多暗淡被从它们家乡星系辐射。(Image credit: Martínez-Lombilla et al./UNSW Sydney)

天文学家首次已经研究了由已经被从它们的家园剥离并且现在作为星系之间宇宙孤儿存在的恒星发放出的难以捉摸的微弱光。

研究小组用了一种新技术来研究这种所谓的群内光，并告诉被移位的恒星怎样被编织通过一群星系的故事。因为这些星系被视为是它们25亿年前的样子，这项研究可以对我们理解宇宙的进化做出有价值的贡献。

南威尔士大学物理学院的科学家克里斯蒂娜·马丁内斯-伦比拉在一份声明中说， “关于群内光我们几乎一无所知”，马丁内斯-伦比拉说，“揭幕群内光的量和起源提供一群星系的已经经历的所有相互作用的化石记录，并提供了该系统的相互作用历史的整体观望”。

天文学家用了一种技术来消除所有其他禁止群内光的光来源。除了探测到这些微弱的光，这个过程允许研究团队来告诉居住在星系之间空间中的恒星的故事。

马丁内斯-伦比拉说，“我们分析了群内恒星的属性------那些迷失在星系群之间的恒星，我们观察了组成它们的元素的年龄和丰富性，然后我们将这些特征与仍然属于群星系的恒星进行了比较”。

研究小组发现了群内光表明这些恒星比它们周围星系中的恒星更年轻而且更少富含比氢和氦更重的元素------天文学家指为金属的。

这意味这些孤儿恒星不仅是时代错误的------似乎属于一个不同的时间------而且它们似乎是一个与它们相邻的恒星不同的起源。   

事实上，天文学家们认为，群内恒星与那些占有一个更遥远星系的星云“尾巴”的恒星有更多的共同点。马丁内斯-伦比拉在声明中说，“这些事件很久以前发生了。我们所观察的星系是如此遥远以至于我们正在观察它们就像它们是它们25亿年前的样子一样。这是它们的光要用多长时间到达我们的”。

用这些信息，该小组追溯了群内恒星的历史，以及它们怎样成在星系之间一个恒星孤儿院被收集的。马丁内斯-伦比拉解释道，“我们认为这些单独的恒星在某一点被从它们的母星系中剥离，现在它们随着群的引力自由漂浮”。

这种从星系中剥离恒星的现象被称为潮汐剥离，它被大质量卫星星系路过造成------类似于银河系------以及在它们的尾迹中它们的引力影响拖着恒星。

由NASA/ESA哈勃太空望远镜看到的随更大的星系NGC 2207将更小的IC 2163拉开潮汐剥离发生。 (Image credit: NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI))

为了获得群内光的首次观望，天文学家们开发了一种特殊的允许他们来分析最微弱光的图像处理过程。马丁内斯-伦比拉说，“群内光最亮的部分比地球上最黑暗的夜空更暗50倍。甚至用地球上最大的望远镜或者在太空中的望远镜，它极端难被探测到”。

为了做到这一点，团队不得不想出他们自己的方法观望这种微弱的光。马丁内斯-伦比拉补充道，“我们已经开发了一种定制的图像处理程序，允许我们来分析宇宙中最微弱的结构。它遵循研究天文学图像中微弱结构的标准步骤------这意味着二维建模和去除除了来自群内光之外的所有光”。

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马丁内斯-伦比拉解释说，这涉及封锁图像中所有明亮恒星的光，以及来自星系通常会模糊群内光的光。马丁内斯-伦比拉说，“最重要的结果是当研究星系周围非常微弱的结构时，这个过程中的每一步都算数，[所有]不愿望的光都应该被解释和消除，否则，你的测量值将是错的”。

该团队现在的目标是用这一过程超越这一星系群到一个类似星群的大样本。马丁内斯-伦比拉补充道，“然后，我们能观察统计数据并找出关于群内光和这些极其常见的星系群系统的典型属性”。

因为团队的处理方法完全的基于灵活的和开源的Python编码语言，马丁内斯-隆比拉解释说它是非常模块化的。这意味着它能很容易被应用于来自一系列望远镜的不同数据集。

马丁内斯-伦比拉总结道，“这对准备下一代诸如欧几里得太空望远镜和LSST和维拉C鲁宾天文台进行的调查深空勘察是关键工作”

该小组的研究发表在《皇家天文学会月刊 Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.》上。