哈伯望遠鏡的 25 億像素馬賽克以令人驚嘆的細節揭示了仙女座星系

仙女座星係是我們最近的星系鄰居，除了那些受銀河系引力束縛的矮星系。當條件合適時，我們可以用肉眼看到它，儘管它看起來像灰色的污跡。

它是我們在沒有望遠鏡幫助的情況下可以看到的宇宙中最遠的物體。

哈伯太空望遠鏡拍攝了一幅 2.5 億像素的仙女座星系全景圖。花了 10 年時間和 1000 多次軌道才捕捉到所有影像。

我們被困在銀河系內，永遠無法逃脫。 （是的，在遙遠的未來，我們有極小的可能性。）歐洲太空總署強大的蓋亞望遠鏡讓我們能夠從內部最好地觀察我們自己的星系，但即使它也有其局限性。

這就是為什麼觀測仙女座星系（也稱為 M31）很重要的原因之一。與銀河系一樣，M31 也是一個棒旋星系。透過詳細觀察M31，我們可以更了解我們自己的星系。 M31 就像銀河系的代理，天文學家研究銀河系代理的主要工具是哈伯望遠鏡。

華盛頓大學的首席研究員本威廉斯說：“借助哈伯望遠鏡，我們可以全面了解整個星系盤上正在發生的事情的大量細節。任何其他大型星係都無法做到這一點。”

該影像是至少包含 25 億像素的馬賽克影像。它解析了大約 2 億顆恆星，所有恆星都比太陽更熱。這只是銀河系恆星總數的一小部分，因為像紅矮星這樣的昏暗恆星未被偵測到。

此影像包含亮藍色星團、背景星系、前景恆星、衛星星系和塵埃帶。

這張巨大的圖像是兩個觀測計劃的結果：全色哈伯仙女座金庫（PHAST）和全色哈伯仙女座金庫（PHAT）。 PHAT 和 PHAST 對銀河科學做出了巨大貢獻。

大約十年前，PHAT 開始獲取這張馬賽克圖像，現在，由於雙方的努力，我們有了這張新圖像。

新研究在天體物理學雜誌展示 PHAST 的最新結果，包括新影像。

它的標題是“階段。全色哈伯仙女座南寶庫。 I. M31 中超過 9000 萬顆恆星的紫外線和光學光度測量。」 主要作者是來自西雅圖華盛頓大學天文學系的陳卓。

仙女座星係不僅是我們最近的鄰居，也是離我們最近的螺旋星系，也是本星系群中最大的星系。這些事實不只是瑣碎問題的答案。他們解釋了為什麼天文學家可以詳細研究星系，包括評估其恆星數量，而不會遇到觀察其他星系時遇到的一些問題。

研究人員在論文中寫道：“M31 研究避免了視線變紅、距離不確定和背景/前景混亂等併發症。”

「此外，這類研究可以放在周圍局部環境的背景下，例如ISM結構、恆星形成率（SFR）、恆星和氣體的金屬豐度，甚至是潘圖繪製的更大環境。-仙女座考古調查。

「因此，M31 與我們所掌握的銀河系詳細資訊進行了獨特而有趣的比較，」作者解釋道。

這項大規模觀測工作的主要收穫之一是，南圓盤與北圓盤有著根本的不同，它並沒有像北圓盤那樣得到如此深入的研究。

南盤似乎受到更多幹擾，顯示它比北盤更能顯示M31合併歷史的影響。

M32（一種早期類型的矮星系）的存在暗示了一些合併歷史。

天文學家認為 M32 可能是與仙女座星系合併後剩下的部分。它的特性很難用我們的星系形成模型來解釋。它可能是大約二三十億年前被仙女座星系吸收的一個更大質量星系的殘餘核心。

研究合著者、加州大學柏克萊分校的丹尼爾·韋茲（Daniel Weisz）表示：「仙女座星係就像是一場火車失事。看起來它經歷了某種事件，導致它形成了很多恆星，然後就關閉了。

“這可能是由於與附近另一個星系的​​碰撞造成的。”

這次合併的一個強有力的證據是巨大的南溪。這是由仙女座光環中的恆星組成的潮汐碎片流，可能是古代合併的殘餘物。其恆星的金屬豐度通常低於仙女座核球和盤中恆星的金屬豐度。

了解仙女座歷史的唯一方法是調查它的恆星。感謝 PHAT 和 PHAST，天文學家現在了解了 2 億顆恆星。

觀測僅限於比太陽更亮的恆星，但影像仍具有豐富的科學意義。它們一起暗示著一個正在轉變的星系。

韋茲說：“仙女座星系看起來像是一種過渡類型的星系，介於恆星形成螺旋星系和以老化紅星為主的橢圓星系之間。”

“我們可以看出，它有一個由較老恆星組成的巨大中央核球，以及一個恆星形成盤，考慮到星系的質量，該盤並不像你想像的那麼活躍。”

PHAST 的首席研究員本·威廉姆斯補充道：“對已解析恆星的詳細觀察將幫助我們拼湊出星系過去的合併和相互作用歷史。”

PHAST 與 PHAT 一起，對天文學家來說是研究仙女座星系的豐富資源，進而研究各地的禁止螺旋，包括我們自己的銀河系。然而，不久之後，天文學家將更能觀察仙女座星系。

如果一切順利的話，NASA 將發射南希·格雷斯·羅馬太空望遠鏡在不久的將來。這是一架具有寬視野的紅外線望遠鏡，儘管它具有相同尺寸的鏡子。

在一次曝光中，羅馬人可以拍攝相當於 100 張高解析度哈伯影像的影像，甚至更多。它將幫助天文學家詳細研究巨大的南流以及其他事物，並將為仙女座的歷史提供重要線索。

本文原刊於今日宇宙。閱讀原創文章。