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哇，誰在那裏？詹姆斯·韦伯望远镜发现從碰撞的环形星系形成的超罕见结构“宇宙猫头鹰”

(2025-07-11 07:37:02)

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杂谈

哇，誰在那裏？詹姆斯·韦伯望远镜发现從碰撞的环形星系形成的超罕见结构“宇宙猫头鹰”

By Abha Jain published 12 hours ago

Astronomy

“宇宙猫头鹰”位于数十亿光年之外，是被詹姆斯·韦伯太空望远镜发现的一对碰撞的环形星系。它也是研究星系如何进化的一個“特殊的自然实验室”。

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哇，誰在那裏？詹姆斯·韦伯望远镜发现從碰撞的环形星系形成的超罕见结构“宇宙猫头鹰”

詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的“宇宙猫头鹰”。每只“眼睛”都是一个活跃的星系核，而“喙”是一個恒星的育嬰所。(Image credit: Li et al.)

哇，誰在那里？只是一只“宇宙猫头鹰”，來自詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）的最新奇怪发现。

一项用詹姆斯·韦伯太空望远镜数据的新研究帮助科学家发现一个从数十亿光年外向外窺視我们的猫头鹰脸天体。该结构被两个罕见的环状星系极不寻常的碰撞形成，它也服務為一个天然实验室，在那里研究人员能研究许多星系演化伴隨的过程。

星系以几种形状而來，从像我们的银河系这样的渦旋的螺旋到雪茄形状的M82。一种稍微更奇怪的类型是环形星系比如霍格天体。当一个小星系直接巡航穿过它的更大的伙伴时这些星系形成，通过冲击波踢出恒星和气体成围绕一個中心核的环。

环状星系是罕见的，仅占迄今为止发现的所有星系的0.01%。然而，甚至更罕见的是检测到的當碰撞时——正如6月11日发布在arXiv上的预印本中所描述的“宇宙猫头鹰” 一样的一对环形星系。这篇论文尚未经过同行评审，但该天体已经被另一个独立检测到相同碰撞的团队证实，他们在6月19日发表在arXiv上的一篇论文中将它標榜为“无限星系”。

中国清华大学天文学系博士生、这项新研究的第一作者李明宇（Mingyu Li）说，他和他的合著者偶然的发现了这种鸟类一樣的天文壯觀。

他在一封电子邮件中告诉《生活科学》杂志：“我们正在用詹姆斯·韦伯太空望远镜公共数据的所有射电源分析一个叫COSMOS场的被很好研究的区域”。COSMOS场是天空中最大的马赛克，跨度为2平方度。李补充说因爲詹姆斯·韦伯太空望远镜的高分辨率成像能力，碰撞的星系对立即的脱颖而出

这些快照揭示这些星系是相當相似的；除了是环形星系外这两个星系都相对的小。每个星系有一個约为26000光年的直径，约为银河系直径的四分之一。此外，每个星系的核——由圍繞一個超大质量黑洞的老恒星密包——形成一個猫头鹰的眼睛。精细尺度的詹姆斯·韦伯太空望远镜数据显示这两个黑洞每個都是太阳質量的1000万倍以上，都正在猛烈地拉周围的物质，使星系核成为“活动星系核”。

这项新研究已經记录了跨“宇宙猫头鹰”发生的一系列天文过程，如图所示。(Image credit: Li et al.)

相比之下，李说詹姆斯·韦伯太空望远镜图像显示 “喙”——两个星系之间的碰撞前沿——是“一个難以置信的异常强烈活动的区域”。靠來自智利阿塔卡马大型毫米/亚毫米阵列（ALMA）的数据，研究人员发现喙中包含大量分子气体塊。李将其描述为“恒星形成的原燃料”，被星系碰撞相关的冲击波挤压。阿塔卡馬数据还把猫头鹰的红移放在1.14的地方或距离我们约110亿光年。

此外，来自新墨西哥州非常大阵列的射频观测提示，一个从一個星系的黑洞喷出的带电粒子射流正在撞進并进一步压缩分子气体云。按照李，冲击波和射电喷流已經共同“引发一個大规模的恒星形成爆发”，将喙变成一個“恒星育嬰所”。

星系碰撞的仿真显示它们持续了数亿年。在这個案例中，研究人员估计碰撞发生在3800万年前，这意味着猫头鹰的脸可能仍然很长一段时间是可见的。

但李说，猫头鹰不仅在视觉上衝擊人的，它也是“一个特殊的自然实验室，因为它允許研究人员來看在一个系统中同时发生的几个关键的星系演化过程” 。