哈勃發現仙女座星系「造星」大減速 細小鄰居M32疑是元兇

哈勃數據點樣揭露「造星」減速？

研究人員結合咗哈勃兩項大型巡天計劃——「全景哈勃仙女座寶庫」（PHAT）同「全景哈勃仙女座南部寶庫」（PHAST）嘅影像數據，從而繪製出仙女座星系全盤嘅恆星形成歷史地圖。 佢哋將星系劃分成數千個闊300光年嘅方格，再逐格計算唔同時期有幾多恆星形成。 得出嘅關鍵時間線如下：

• 約5億年前：仙女座每年大約形成相等於一個太陽質量嘅恆星。
• 約4000萬年前：呢個比率跌咗大約一半。
• 而家：比率再進一步插水，跌到每年只有約五分之一個太陽質量，同5億年前比較，整體下降咗大約80%。

呢個橫跨5億年嘅長期下降趨勢，一般認為係仙女座喺約20億年前一次大規模恆星爆發之後，天然氣體儲備逐漸耗盡嘅結果。但最近4000萬年嘅急劇加速下跌就異常突出，暗示仲有另一個近期嘅干擾因素。

連結M32嘅證據

將M32同呢次急劇下跌連繫起來，主要靠兩條間接證據線索：

• 時間巧合：恆星形成最急劇嘅下跌大約喺4000萬年前開始。呢個時間尺度，同M32近期可能近距離穿過仙女座星系盤嘅推測吻合。呢類相遇可以透過引力攪動仙女座嘅氣體，或者加熱佢令到佢無法收縮成新恆星，又或者直接將氣體拋出星系盤。
• 空間模式：下跌得最犀利嘅區域，集中喺一條巨大嘅環形結構入面，而呢個環正正係仙女座大部分新恆星仍然喺度形成嘅地方。呢種結構最易受到衛星系近距離相遇嘅干擾。

研究主導者Tobin Wainer指出，突然減速嘅時間同位置「好強烈咁指向同M32嘅一次近距離相互作用」，但團隊仲未偵測到呢類近距離飛越應有嘅直接運動學或氣體動力學痕跡。 至於M32係點樣搞破壞——係咪剝離咗氣體、加熱咗氣體盤、定係引發衝擊波——仍然未確定。

未來可以點樣確認？

目前未有專門針對M32同仙女座相互作用呢個假設嘅觀測任務公布。不過以下係最有機會證實到嘅途徑：

• 韋伯太空望遠鏡（JWST）：JWST可以穿透塵埃，以遠高過哈勃嘅解像度，繪製仙女座內盤分子氣體嘅溫度、密度同速度。一張詳細嘅氣體運動學地圖，就可以揭示M32有冇以符合近期相遇嘅方式擾動過氣體盤。JWST已經喺度測量M32相對於仙女座嘅自行運動，呢個係重構其軌道歷史嘅關鍵。
• 高精度自行運動測量：準確測量M32相對於仙女座嘅三維軌跡，係確認佢有冇喺過去4000萬年內穿過仙女座盤嘅必要條件。利用哈勃，以及將來嘅南希·格雷斯·羅曼太空望遠鏡，進行嘅呢類研究有望解開謎團。
• 未來光譜巡天：對恆星形成下跌最勁區域嘅個別恆星同氣體雲，進行詳細光譜分析，可能會發現潮汐干擾嘅痕跡，例如異常嘅氣體速度，或者同M32星族一致嘅較高金屬丰度模式。

重要備註：呢個仲係假說

M32嘅關聯係一個領先嘅假說，並唔係確認咗嘅發現。天文學家提醒，「一個叫M32嘅細小鄰近星系可能影響咗其中一個較靜嘅區域，但天文學家仲需要更多工作去確認呢個關聯。」 恆星形成嘅下跌仲有一個長達5億年嘅長期趨勢，呢個趨勢同M32無關，好可能係星系經歷古代恆星爆發後天然氣體耗盡嘅結果。