揭秘宇宙双力：哈勃望远镜揭示NGC 4654螺旋星系“半边臂”之谜

塑造该星系的两大过程

1. 冲压剥离——当NGC 4654以高速穿过室女座星系团炽热的星系际介质时，气体受到挤压并从星系中被剥离，从而在一侧形成了长长的气体尾流。这是拥挤的室女座星系团环境中影响许多星系的相同过程。

2. 引力潮汐相互作用——NGC 4654曾与邻近的大质量星系NGC 4639发生过一次快速的近距离交会。这次飞掠式的引力相互作用扭曲了星系恒星和气体的分布，使物质呈现不对称分布。

关键在于，单独任何一种过程都无法完全解释NGC 4654的不对称性。数值模拟表明，只有结合潮汐相互作用和冲压剥离的模型才能重现观测数据。2006年一项将深场VLA H I观测结果与动力学模型进行对比的研究得出结论：“只有涉及潮汐相互作用和冲压组合的模型才能重现数据”。

哈勃与地面数据揭示了什么关于恒星形成的信息

用于构建2026年7月图像的数据，是哈勃一项研究邻近星系恒星形成及恒星反馈循环的观测计划的一部分。该计划利用哈勃的紫外和光学能力来追踪年轻恒星族群和电离气体。

关于NGC 4654的补充性多波段研究利用了VLA的射电连续谱和H I观测，以及ALMA和赫歇尔望远镜的远红外和亚毫米波数据，来绘制分子气体、原子氢以及光学盘外缘附近的压缩气体区域。

2021年发表于《天文学与天体物理学》的一项研究专门将NGC 4654分析为一个同时经历近乎边缘冲压剥离和与NGC 4639飞掠引力相互作用的星系。该研究利用IRAM 30米望远镜的HERA CO(2−1)数据，研究了星际介质的物理条件，发现光学盘外缘附近存在一个强烈压缩的气体区域，其H I面密度显著超过了10−15 M⊙ pc−2的典型值。研究得出结论，Toomre参数Q ≈ 0.8加上速度弥散度增加∆vdisp ≈ 5 km/s，是同时重现观测到的恒星形成的必要条件。

来自哈勃广角行星相机2（WFPC2）和先进巡天相机（ACS）的额外存档数据（存储在哈勃遗产档案中）也被用于研究该星系的星团和双恒星核。

这些数据集共同使研究人员能够直接从星系不对称的气体分布和动力学，追溯到恒星形成的位置和速率——显示这两大过程引起的气体压缩在哪里触发了新恒星的诞生，而气体剥离又在哪里扼杀了恒星形成。NGC 4654的西北部地区，气体受到压缩，尽管其分子气体比例较低，但恒星形成效率更高，这表明因星系际介质压力导致的低金属丰度气体流入可以增强恒星形成。