哈勃發現NGC 4654星系被兩種力量扭曲成單邊螺旋——一半螺旋臂離奇消失

NGC 4654屬於「中間螺旋星系」，即係同時具備無棒螺旋同棒狀螺旋嘅特徵，中心有一個微弱嘅棒狀結構 。呢種「單邊螺旋」嘅樣貌，就係NASA呢次發布中最引人注目嘅特徵 。

兩種宇宙力量同時扭曲星系

科學家指出，NGC 4654嘅不對稱結構並非由單一原因造成，而係兩種宇宙力量同時作用嘅結果：

1. 衝壓剝離（Ram-pressure stripping）

處女座星系團係一個非常密集嘅大型星系團，星系之間充滿咗高溫、稀薄嘅「星系際介質」 。當NGC 4654以高速喺呢個介質中移動時，就好似一個單車手迎風而行，迎面而來嘅壓力會將星系本身嘅氣體推走、剝離，形成一條長長嘅氣體尾巴 。呢個過程喺處女座星系團嘅好多星系中都有發生 。

2. 重力潮汐作用（Gravitational tidal interaction）

大約5億年前，NGC 4654與一個巨大嘅鄰近星系NGC 4639經歷過一次近距離嘅快速交匯（即「飛掠式交互作用」） 。呢次重力相遇嘅潮汐力，將NGC 4654內部嘅恆星同氣體扯向一邊，造成咗不對稱嘅分布 。

關鍵發現：天文學家透過2006年嘅VLA電波望遠鏡中性氫（H I）觀測同動力學模型比較，證實單靠一種機制解釋唔到NGC 4654嘅完整不對稱性。只有同時考慮潮汐交互作用同衝壓剝離嘅模型，先至能夠完美重現觀測數據 。

哈勃同地面望遠鏡聯手解構恆星形成之謎

今次用嚟製作呢張影像嘅數據，黎自哈勃嘅一個觀測計劃，專門研究鄰近星系嘅「恆星形成與恆星反饋循環」 。哈勃利用佢嘅紫外線同光學波段，追蹤年輕恆星族群同電離氣體嘅分布 。

除咗哈勃，研究團隊仲動用咗多種地面同太空望遠鏡嘅數據：

• VLA（甚大陣列）電波望遠鏡：繪製中性氫（H I）氣體嘅分布同運動
• ALMA（阿塔卡瑪大型毫米波/次毫米波陣列）同赫歇爾太空望遠鏡：觀測分子氣體嘅分布
• IRAM 30米望遠鏡：用HERA儀器獲取一氧化碳（CO）數據，研究星系際介質嘅物理條件

一項2021年發表喺《天文學與天體物理學》（Astronomy & Astrophysics）嘅研究，特別剖析咗NGC 4654作為一個同時經歷「近距離衝壓剝離」同「重力交互作用」嘅案例 。研究發現，喺光學盤面嘅外圍邊緣附近，有一個強烈被壓縮嘅氣體區域，其中性氫嘅表面密度遠遠超過標準值10‑15 M⊙ pc−2 。

研究仲量化咗恆星形成嘅條件：當「Toomre參數」Q ∼ 0.8，加上速度色散增加約5 km/s，就可以同時解釋該區域嘅觀測恆星形成活動 。

西北區域的氣體壓縮與恆星形成加速

多方面嘅數據整合之下，科學家得以畫出一條清晰嘅因果鏈：從星系嘅不對稱氣體分布同動力學，直接連接到恆星嘅形成位置同速率——顯示氣體壓縮點（例如西北區域）點樣觸發新嘅恆星誕生，而氣體剝離區域又點樣撲滅恆星形成 。

值得一提嘅係，NGC 4654嘅西北區域雖然分子氣體比例較低，但係恆星形成效率反而更高。研究推測，呢個現象係因為星系際介質壓力令到低金屬豐度嘅氣體流入該區域，從而加速咗恆星形成 。

總結：一個宇宙實驗室

NGC 4654就好似一個天然嘅宇宙實驗室，畀科學家同時研究兩種最重要嘅星系演化機制——衝壓剝離同重力交互作用——點樣聯手塑造一個星系嘅命運。透過哈勃嘅超高解像度影像，配合地面望遠鏡嘅多波段觀測，天文學家正逐步解開星系點樣喺密集星系團環境中生存、演變，甚至被徹底改變面貌嘅奧秘。