宇宙100亿年前的遗迹好美啊！梅西耶106球状星团

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一个由墨西哥研究人员领导的国际科学小组发现，球状星团旋转速度与它们所属的螺旋星系梅西耶106(也被称为M106或NGC 4258)盘中的气体相同。由于它们盘状的排列和速度，这些遥远的物体可能是宇宙正午的遗迹。这项研究是使用墨西哥作为合作伙伴Gran Telescopio Canarias (GTC)进行，研究结果发表在《天体物理学》(ApJ)上。Rosa Amelia Gonzalez-Lopezlira博士，墨西哥国立自治大学Morelia校区射电天文学和天体物理研究所的研究员，领导了这个项目。

本文第二作者是Divakara Mayya博士，他是美国国家天体物理、光学和电子研究所(INAOE)的研究员。该工作组包括澳大利亚、巴西、智利、丹麦、法国和德国的研究人员和学生，以及伊朗国立大学和伊朗国立大学的其他同事。

冈萨雷斯-洛佩斯利拉博士解释说：球状星团是由10万至100万颗恒星组成的群体。它们是普通的物体，尤其是在大型星系中。银河系有160个这样的星团，但是非常大的星系可以有成千上万个。通常，这些团簇像球一样分布。球状星团中的所有恒星年龄相仿，化学成分或多或少相同。

我们不知道这些星系团是如何形成，有几种假说试图解释它：一种假说认为它们先于星系的形成，另一种假说认为星系团是与它们一起形成，还有一种假说认为，有些星系团是在星系合并过程中气体碰撞时出现。例如，在银河系中，大多数球状星团似乎都是与星系一起形成；当一个或几个较小的星系与它合并时，一些星系就形成了，或者是后来获得。球状星团是非常古老的天体，形成于大约115亿年前，大爆炸之后的23亿年前，在宇宙恒星形成速度达到峰值之前不久，也就是100亿年前，这一时期被称为宇宙正午。

M106伪彩色图像，该图像结合了来自WSRT的中性氢数据(蓝色)和来自CFHT的光学数据(红色和绿色)。黄色圆圈突出了观测到的球状星团，它们分布在一个与中性气体速度相同的旋转圆盘中。插图和设计：Divakara Mayya, INAOE。图片：Instituto de Radioastronomía y Astrofísica

星系团非常明亮，可以在很远的距离看到，这意味着它们可以为我们提供线索，了解星系是如何在这个恒星形成最多的时期组装起来。本研究论文是一个更大项目的一部分，该项目研究半径为5200万光年的9个螺旋星系的球状星团系统。研究人员说：我们对螺旋星系中球状星团的数量和中心黑洞质量之间的关系特别感兴趣。

椭圆星系的这种关系非常紧密，但在螺旋星系中就不那么明显了。例如，银河系就没有做到这一点。Gonzalez-Lopezlira说：我们将要研究的9个螺旋星系对它们黑洞质量有很好的估计，而且距离很近，用加拿大-法国-夏威夷望远镜(CFHT)可以很好地看到球状星团，最初就是用CFHT进行观测的。

这类研究开始于拍摄图像，并根据所谓的彩色图表寻找球状星团候选对象。在这种情况下，除了光学滤波器，还使用了不常见的紫外和红外滤波器。候选元素在这些图中被选中，但是其他明显的点源，比如恒星和遥远的星系，可以渗透进来。因此，光谱证实了每个天体都有一个古老的同时期种群，而且它的衰退速度与它应该属于的星系的衰退速度相一致。在GTC中使用欧西里斯，因为这些物体非常遥远，因此需要用世界上最大的光学望远镜拍摄一个多小时才能从光谱中提取信息。

奥西里斯是一个多目标摄谱仪，一个人可以用它同时观察几个目标，在两个领域共观察了23个球状星团候选体。这个项目的主要发现完全出乎意料，NGC 4258球状星团并没有分布在一个球体中，而是似乎被安排在一个与星系中性氢(HI)气体盘同步旋转的圆盘中

其速度几乎与韦斯特博克合成射电望远镜(WSRT)观测到的星系中性氢(HI)气体盘一样快，甚至在离其中心很远的地方也是如此。这是前所未有的，这些显然是事实，尽管必须继续努力加以证实，这是从事科学工作时可能发生的一件非常好的事情。

由于M106星团移动的方式，它们分布的圆盘与看到100亿年前恒星形成的圆盘非常相似，推测M106星团的圆盘是宇宙正午的遗迹或遗迹。研究人员进一步与GTC证实，M106确实存在球状星团数量与黑洞质量之间的相关性，而且发现球状星团的光度方法是非常好。M106中心的超大质量黑洞重达4000万个太阳质量，是银河系质量的10倍，比梅西耶87的150倍还要小。最后IRyA-UNAM的研究人员说：在更多的螺旋星系中进行类似研究，将会阐明几个假设在星系、球状星团系统和黑洞组合中所扮演的角色。

博科园｜研究/来自: Instituto de Radioastronomía y Astrofísica

参考期刊《天体物理学》

DOI: 10.3847/1538-4357/ab113a

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本文选自：今日头条