哈勃太空望远镜探测到矮星系的“保护罩”：麦哲伦日冕

稿源：cnBeta

研究人员证实了难以捉摸的麦哲伦日冕的存在，这是一个由热的、电离气体组成的保护性光环，以前只在理论上认为有。几十亿年来，银河系最庞大的宇宙伙伴--大麦哲伦云和小麦哲伦云--一直在太空中进行着动荡的旅行，在被我们自己的银河系的引力撕裂的同时相互绕行。

最近的理论预测表明，这些矮小的卫星星系必须受到一个无孔不入的防护罩的保护，以防止银河系将其基本的恒星形成气体移除。这种所谓的麦哲伦日冕，由温度为50万度的超强气体组成，将作为麦哲伦云周围的一种宇宙碰撞区，使圆盘和恒星在碰撞中相对不受伤害。尽管模拟显示麦哲伦日冕应该存在，但观察到的证据仍然难以找到。

利用哈勃太空望远镜和远紫外光谱探测器独特的紫外线视野，加上遥远的类星体的探测能力，天文学家终于能够探测到麦哲伦日冕并开始绘制其地图。这个由热气体组成的弥漫性光环的发现，从大麦哲伦云延伸出10万光年，覆盖了南部天空的大部分，证实了这个预测。它还照亮了我们对小星系如何与大星系互动而不失去未来恒星形成所需燃料的理解。

距离地球近20万光年的大麦哲伦星系是银河系的一个卫星星系，它漂浮在太空中，围绕着我们的银河系跳着漫长而缓慢的舞蹈。当银河系的引力轻柔地拉扯着它邻居的气体云时，它们就会坍塌，形成新的恒星。反过来，这些恒星又将气体云照亮，呈现出万花筒般的色彩，在这张来自美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的图像中可以看到。

几十亿年来，大麦哲伦云和小麦哲伦云--银河系最大的卫星星系一直遵循着一个危险的旅程。当它们被拉向我们的母星系时，它们相互绕行，开始解体，留下了气态碎片的痕迹。然而，这些矮星系仍然完好无损，持续进行着旺盛的恒星形成，让天文学家们大惑不解。很多人都在努力解释这些物质流怎么可能存在，如果这些气体被从这些星系中移除，它们怎么还能形成恒星呢？

由Krishnarao领导的一个天文学家小组终于找到了答案，在美国宇航局哈勃太空望远镜和一颗名为远紫外光谱探测器（FUSE）的退役卫星的数据帮助下，他们发现麦哲伦星系被一个日冕所包围，这是一个由高温超强气体组成的保护罩。这将这两个星系包裹起来，防止它们的气体供应被银河系抽走，从而使它们能够继续形成新的恒星。

这一发现刚刚于9月28日发表在《自然》杂志上，涉及到星系演化的一个新方面。马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的共同研究者安德鲁-福克斯说："星系将自己包裹在气态的茧中，作为对其他星系的防御性盾牌。"

几年前，天文学家预测了日冕的存在。"我们发现，如果我们在模拟麦哲伦云落入银河系的过程中加入日冕，我们就可以首次解释提取气体的质量，"威斯康星大学麦迪逊分校的共同研究者埃琳娜-德翁吉亚解释说。"我们知道，大麦哲伦云应该有足够大的质量来拥有一个日冕"。

然而，虽然覆盖了南部天空的很大一部分，并从麦哲伦云延伸到10万光年以上，但日冕实际上是看不见的。事实上，绘制它需要从30年的存档数据中搜寻合适的测量数据。

科学家们认为，星系的日冕是数十亿年前坍缩形成星系的原始气体云的残留物。尽管在更遥远的矮星系周围已经看到了日冕，但天文学家以前从未能够像这样详细地探测一个日冕。

Krishnarao说："在计算机模拟中，有很多关于它们应该是什么样子的预测，它们在数十亿年中应该如何互动，但是在观测中，我们无法真正测试其中的大部分，因为矮星系通常太难探测了。因为它们就在我们家门口，麦哲伦云提供了一个研究矮星系如何互动和演变的绝佳机会。"

为了寻找麦哲伦日冕的直接证据，研究小组在哈勃和FUSE档案中筛选了位于麦哲伦日冕后面数十亿光年的类星体的紫外线观测。类星体是星系中极其明亮的核心，其中含有大量活跃的黑洞。尽管科学家们推断，尽管日冕会太暗而无法单独看到，但他们认为，它应该作为一种雾气，遮蔽和吸收来自背景中类星体的明显的亮光模式。过去，哈勃对类星体的观测被用来绘制仙女座星系周围的日冕。

通过分析来自28个类星体的紫外光模式，研究人员能够检测和描述大麦哲伦星系周围的物质，并确认日冕的存在。正如预测的那样，类星体光谱上印有碳、氧和硅元素的明显特征，这些特征构成了环绕银河系的热等离子体光晕。

需要极其详细的紫外线光谱来探测日冕。"哈勃和FUSE的分辨率对这项研究至关重要，Krishnarao解释说。"日冕气体是如此的弥漫，它甚至几乎不存在。此外，它还与其他气体混合在一起，包括从麦哲伦云中拉出的气流和源自银河系的物质。"

通过绘制结果，研究小组还发现，气体的数量随着与大麦哲伦云中心的距离而减少。这是一个完美的提示信号，表明这个日冕真的存在，它确实在为星系形成一个保护盾。

如此稀薄的气体笼罩如何能够保护一个星系免遭破坏？任何试图进入星系的东西都必须先通过这种物质，所以它可以吸收一些冲击。此外，日冕是第一个可以被提取的材料。在放弃一点日冕的同时，受保护星系本身内部的气体，能够形成新的恒星。