揭秘蓝色之眼的秘密：英仙座星系团

伤我心太深

英仙座星系团（Perseus cluster），位于英仙座方向距离地球大约3亿光年远的一个富星系团。又称Abell 426。是x射线波段观测到的最亮的星系团，也含有若干强射电源。

英仙座星系团已被证认为星系IC 310、NGC 1265和NGC 1275。最强的射电源（3C48A或英仙A）同超巨椭圆星系NGC 1275成协。该星系核区有强的连续辐射，周围有半径达40千秒差距的发射线亮条星云。x射线像显示它周围也有许多球状星团。

天文学家利用美国航天航空局(NASA)的哈勃太空望远镜拍摄到了著名的仙女座M31星系中大量极其罕见的蓝色恒星。而被蓝恒星围绕着的、位于仙女座螺旋星系附近的一个超大质量黑洞，居然等同于太阳质量的一亿倍。

仙女座M31星系中大量极其罕见的蓝色恒星

仙女座星系距离大约250万光年，算是银河系的近邻，其发现的很早，是人类肉眼可见的最远深空天体。此次，通过将哈勃望远镜宽视场3号相机拍摄的蓝光和紫外光曝光照片组合在一起，美国国家光学天文观测台的托德·劳尔获得这幅高清照片，并成为迄今为止所展现星系图片中最为清晰的可见光照片。

由美国华盛顿大学的宇宙科学家朱丽安·道坎顿领导的小组，对这张哈勃望远镜拍到的图片进行分析。图片中显示出了大量蓝色恒星，据推测这些恒星年龄不超过2亿岁，从宇宙演变的历史上来看，这个年龄还算不得年龄大。

值得注意的是，英仙座的光从起点传播到银河系大约需要2.5亿年，英仙座星系团(Perseus Cluster)，是我们所见到最大天体中的一个。它是离我们较近的一个星系团，图中的小暗点有些是属于本银河系中的恒星。星系所发出来的光必须花大约3亿年的时间，才从宇宙中它所在的位置传播到这里，所以我们看到的这些星系是在恐龙时代以前就存在了。

英仙座星系团又称为Abell 426，在它的中央是一个强大的X射线源，这对天文学家探讨星系团中气体是如何和黑暗物质(dark matter)作用有很大的帮助。英仙座星系团是双鱼座-英仙座(Pisces-Perseus) 超星系团(supercluster of galaxies)的一部份，此超星系团在空中跨越了15度以上的视野且包含了1000多个星系。
英仙座跨越了秋季的银河，所以对于天文爱好者来说，不管是使用双筒望远镜还是其他望远镜, 这里都是搜寻天体的好地方。这个星座有很多耀眼的亮星。即使是在市郊也能看见该星座轮廓。银河在该星系不像在旁边的天鹅座那样明亮. 这使得人们能够看见很多亮星团，气体星云和行星状星云。

侧面图

研究同时确认，紧凑的蓝色恒星簇是由仙女星座的“双核”巨型旋涡星系(M31)包围着的，而所谓“双核”，实际上是一个由老红星构成的椭圆环，环绕黑洞运行时期与黑洞之间的距离超过了蓝恒星。在轨道内的最远点移动时，由于恒星的移动速度较慢，给观测的人们形成有两个核心的错觉。

藏匿在仙女座星系的一个质量约是太阳的1亿倍的超大质量黑洞，其“事件视界”(天文学中黑洞的边界，在此边界以内光无法逃逸)就位于照片中央，坐落于一个紧凑蓝色恒星簇附近。天文学家认为，在我们银河系，较年轻恒星就距离中央黑洞很近，说明这可能是螺旋星系中一个普遍规律。进一步推测得出，仙女座星系的蓝色恒星很可能就是在黑洞附近的猛烈爆裂中形成的，因为蓝恒星寿命一般都很短暂，如果在其他区域诞生，则没有足够的时间迁移到该黑洞附近。

揭秘最高清英仙座照片。

这是朱雀望远镜拍摄的照片

朱雀望远镜探测了英仙座星系团两道长带中的热气体暗淡的X射线辐射。上图记录下了700到7000电子伏特能段上的X射线辐射，曝光时间总计3天，以两道伪彩色条带表示。蓝色表示较弱的X射线辐射。虚线圆圈直径1160万光年，表示所谓的位力半径，冷气体从这里开始进入星系团。红色圆圈表示不与星系团成协的X射线辐射源。插图：星系团明亮中央区域的照片，由NASA的钱德拉X射线天文台拍摄，按比例表示。大图请点击无标注大图请点击 图片提供：NASA/ISAS/DSS/A. Simionescu et al.；插图提供：NASA/CXC/A. Fabian et al.

朱雀望远镜由日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）主持，NASA为其作了贡献，国际科学界也有所参与。这一发现刊登在3月25日出版的《科学》杂志上。

星系团直径数百万光年，大多数普通物质都以发出X射线的炽热气体的形式存在，它们充斥着星系之间的空间。

来自马里兰州格林贝尔特（Greenbelt）NASA戈达德太空飞行中心的论文合作者亚当·曼茨（Adam Mantz）解释说：“为了利用星系团研究宇宙的演化，了解其中普通物质的成分是关键。”

星系团可以为通过其他手段（如星系巡天、恒星爆发以及宇宙微波背景也就是大爆炸的余辉）获取的宇宙学参数提供独立的检验。星系团数据与其他数据不能吻合。

NASA的威尔金森微波各向异性探测器（Wilkinson Microwave Anisotropy Probe，WMAP）探测了宇宙微波背景辐射，并得出重子物质（也就是物理学家所说的普通物质）只占宇宙全部的4.6%。而先前的研究表明，星系团中重子物质的比例似乎比这一数值还要小。

朱雀望远镜在邻近星系团边缘拍摄的暗淡气体图象让天文学家第一次有机会解决这一矛盾。

卫星理想的研究目标是英仙座星系团，它位于大约2.5亿光年之外，以所在星座的名称命名。它是银河系以外最为明亮的延展X射线源，同时也是朱雀望远镜尝试测绘外围气体的星系团中最为明亮、最靠近我们的一个。

这项研究的首席研究员、来自斯坦福大学科维里粒子天体物理与宇宙学研究所（KIPAC）的奥罗拉·西密昂涅斯库（Aurora Simionescu）说：“在朱雀之前，我们对气体特性的了解仅限于星系团最核心的区域，这里的X射线辐射最为明亮，但是剩余的巨大空间本质上说是未经探测的。”

这张哈勃太空望远镜拍摄的照片展示了NGC 1275，也就是位于英仙座星系团中央的那个星系。红色的线状纤维由悬浮在磁场中的冷气体组成。大图请点击 图片提供：NASA/ESA/Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration

2009年末，朱雀的X射线望远镜反复观测了该星系团，逐渐对东侧外缘到中心西北的区域拍摄的照片。每组照片都记录下了宽为2度的天区，这相当于满月视直径的2倍，在星系团的距离上相当于900万光年。望远镜对星系团进行了大约3天的观测，利用能量比可见光高数百倍的X射线进行测绘。

研究人员利用数据测量了暗淡的X射线气体的密度以及温度，这让他们推测出许多其他的重要物理量。其中之一是所谓的位力半径，它实际上标示出了星系团的边界。根据测量，星系团直径1160万光年，其中包含有质量超过太阳660万亿倍的物质。这几乎是银河系质量的1000倍。

研究人员还确定出了星系团气体物质占总质量的比例，这里总质量包括暗物质，根据WMAP的测量，它是占据宇宙大约23%的神秘物质。考虑其巨大的尺度，星系团应是一份具有代表性的宇宙物质样本，其中普通物质与暗物质的比例应该与WMAP的结果接近。但是英仙座星系团的外边缘看起来拥有太多的重子物质，这与先前的研究相反，不过仍旧与WMAP的结果有冲突。

为了解决这一问题，研究者说，他们必须要了解星系团中热气体的分布。在中心区域，气体再三因为路过的星系而移动并被平滑。但是计算机模拟表明，星系团边缘新鲜落入的气体趋向于形成不规则的团块。

没有考虑成团效应就会高估气体的密度。这就导致了与微波背景辐射中普通物质比例的不符合。

朱雀望远镜观测的首席研究员、KIPAC的斯蒂夫·艾伦（Steve Allen）说：“团块的分布以及它们进入星系团后并不会被立即破坏的事实是了解先前没有探索过的区域发生的物理过程的关键线索。”

戈达德中心提供了朱雀的X射线望远镜以及数据处理软件，它还继续运营着相关设施，以支持使用该望远镜的美国天文学家。

朱雀是（日文中的含义是“南方朱鸟”）是日本的第5颗X射线天文卫星。它在2005年6月10日发射时的名称是Astro-E2，发射后改为现名。望远镜是由JAXA的宇宙科学研究所与NASA以及其他日美机构合作开发的。