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星暴星系

星爆星系(英語:starburst galaxy)是在比較星系的恆星形成速率時,其形成速率比大多數的星系都要高出許多的一種星系。通常在兩個星系過度靠近或發生碰撞之際,會有爆發性的恆星形成。在這種星系中,恆星形成的速率是很驚人的,如果要持續這種速率,要供應恆星形成所儲存的氣體,在遠短於星系的動力生命期內就會耗盡。基於這個原因,星爆過程被假設為短暫時期的現象,最出名的星爆星系是M82NGC 4038/NGC 4039IC 10

由NGC 4038/NGC 4039互撞形成的觸鬚星系是星暴星系的例子。圖片來源:NASAESA
哈伯太空望遠鏡拍攝到在鄰近的NGC 1569阿普 210)核心區域的星爆活動。

星爆的定義

星爆星系有幾種不同的定義存在,但是沒有一個是嚴謹到足以讓所有的天文學家都能接受。然而,許多學者都同意定義必須與下面這三個要件有所關聯:

  1. 星系目前將氣體轉化成恆星的速率(恆星形成率SFR)。
  2. 可以用於形成恆星的氣體數量。
  3. 是以星系的年齡或自轉週期做為比較的時標。

常用的定義包括:

  • 現行的SFR與持續的恆星形成,將在遠短於宇宙年齡(哈伯時間)的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體。這有時是指"真實"的星爆
  • 現行的SFR與持續的恆星形成,將在遠短於星系動力生命期(或是碟狀星系的一個自轉週期)的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體。
  • 現行的SFR,經過歸算之後遠大於整體一致平均的SFR。這個比率會參考到恆星的出生率參數

星爆的觸發機制

基本上要引發星爆,必須要在很小的體積內集中大量低溫的氣體。雖然確實的機制還未能充分的了解,但這樣的集中和擾動被強烈的懷疑只能在大範圍的,整個星系合併的狀態下才能發生。

長久以來的巡天觀測顯示,有碟狀的星爆星系通常都是成對的交互作用或合併的星系,它也顯示即使在目前沒有實際合併的星系之間的交互作用,也會觸發不穩定的轉動模式,像是不穩定的短棒,會造成氣體向核心匯集,在接近星系核心的部份引起星爆。

星爆的形式

因為星爆星系本身已經是一種特殊的星系,因此要具體的區分出星爆的類型是很不容易的。星暴可以發生在碟狀星系,和不規則星系中經常出現和散佈在不規則星系內的節點。然而,還是有幾種不同類形的星暴在星系天文學家的研究下被區分出來:

  • 藍緻密星系 (BCGs): 這些星系通常是低質量、低金屬量和無塵埃的天體。因為它們沒有塵埃和擁有大量高溫、年輕的恆星,因此在光學上通常呈現藍和紫外的顏色。起初,為了解釋低金屬量的性質,這些藍緻密星系被認為是真正年輕的星系,還在形成第一代恆星的過程中。但是在藍緻密星系內發現許多老年的星族,並且高效率的混合也能解釋塵埃的缺乏和低金屬量的現象。多數的藍緻密星系被認為是近期合併和(或)交互作用展現出的特性。被仔細研究過的BCG有 IZw18(已知金屬量最低的星系)、ESO338-IG04和Haro11。
  • 極亮紅外星系 (ULIRGs):這些星系通常是有非常多塵埃的天體,因此,紫外線輻射被遮蔽使得恆星的光度變得黯淡,但是在波長100毫米附近以紅外線的形式被吸收和再輻射,這解釋了極亮紅外星系特別紅的原因。雖然不能肯定紫外線輻射純粹都是由恆星形成引起的,並且有些天文學家相信極亮紅外星系提供了活躍星系核(AGN) 的動力(至少是一部分)。X射線的觀測能夠貫穿極亮紅外星系厚重的塵埃,認為許多星暴星系都是雙核心的系統。藉由這樣的支持,由星系合併觸發了星爆,為極亮紅外星系提供了主要動力來源的假說。已經被詳細研究的極亮紅外星系包括阿普 220。
  • 沃夫-瑞葉星星系:星系的成員有一大部分都是明亮的沃夫-瑞葉星

星暴的要素(成因)

首先,星暴需要有大量可以形成恆星的氣體,爆炸也許是因為與另一個星系接近或遭遇而被觸發(像是M81/M82),或是與其它的星系碰撞(像觸鬚星系),或是其他的程序使物質受力而進入星系的核心(像是星棒)。

在星暴的內部是一種極端的環境。大量的氣體聚集意味著大質量恆星的形成,年輕、炙熱的恆星造成氣體的游離(許多環繞著恆星的將形成電離氫區。炙熱的恆星組成的集團稱為OB星協,這些恆星的燃燒非常快也非常明亮,並且很就會發展成為超新星,爆炸然後進入恆星生命的終點。

在超新星爆炸之後,拋射出的物質膨脹並形成超新星殘骸。這些殘骸與周圍星爆(星際介質)的環境互動,可以成為天然的邁射

研究鄰近的星暴星系能夠協助我們推斷星系形成與發展的歷史。有許多非常遙遠的星系看起來都像是星暴星系,例如在哈伯深空有許多都是星暴星系,但是因為太遙遠而無法做任何詳細的研究。研究附近的例子和探索他們的特徵,而當我們看見這些來自遙遠的星光,是來自更加年輕的宇宙,可能可以讓我們推想出宇宙早期發生的事情(參見紅移)。很不幸的,在我們鄰近的宇宙中星暴星系似乎非常罕見,而距離越遠越為普通 - 表示他們多數都出現在數十億年前。所有的星系都比現在要接近,因此彼此之間的重力也比較能相互影響。在膨脹的宇宙中演變與發展的星系,越頻繁的遭遇越能造成更多星系的星暴。

著名的星暴星系

M82是典型的星暴星系,它大量的恆星形成歸因於與鄰近的螺旋星系M81遭遇。由無線電望遠鏡描繪的圖顯示出兩個星系有大區域的接觸 streams of neutral hydrogen (页面存档备份,存于互联网档案馆),這也是遭遇的結果。M82的中央地區的電波觀測圖也顯示有大量年輕的超新星殘骸,這些都是星爆創造出來的質量較大的恆星結束生命之後留下來的。觸鬚星系是另一個著名的星爆系統,在1997年釋出的影像哈伯影像 (页面存档备份,存于互联网档案馆)令人震驚。

相關條目

參考資料

  • Chandra :: Field Guide to X-ray Sources :: Starburst Galaxies. chandra.harvard.edu. [2007-12-29]. (原始内容于2019-03-16). 

星暴星系, 星爆星系, 英語, starburst, galaxy, 是在比較星系的恆星形成速率時, 其形成速率比大多數的星系都要高出許多的一種星系, 通常在兩個星系過度靠近或發生碰撞之際, 會有爆發性的恆星形成, 在這種星系中, 恆星形成的速率是很驚人的, 如果要持續這種速率, 要供應恆星形成所儲存的氣體, 在遠短於星系的動力生命期內就會耗盡, 基於這個原因, 星爆過程被假設為短暫時期的現象, 最出名的星爆星系是m82, 4038, 4039和ic, 由ngc, 4038, 4039互撞形成的觸鬚星系是的例子, . 星爆星系 英語 starburst galaxy 是在比較星系的恆星形成速率時 其形成速率比大多數的星系都要高出許多的一種星系 通常在兩個星系過度靠近或發生碰撞之際 會有爆發性的恆星形成 在這種星系中 恆星形成的速率是很驚人的 如果要持續這種速率 要供應恆星形成所儲存的氣體 在遠短於星系的動力生命期內就會耗盡 基於這個原因 星爆過程被假設為短暫時期的現象 最出名的星爆星系是M82 NGC 4038 NGC 4039和IC 10 由NGC 4038 NGC 4039互撞形成的觸鬚星系是星暴星系的例子 圖片來源 NASA ESA 哈伯太空望遠鏡拍攝到在鄰近的NGC 1569 阿普 210 核心區域的星爆活動 目录 1 星爆的定義 1 1 星爆的觸發機制 1 2 星爆的形式 1 3 星暴的要素 成因 2 著名的星暴星系 3 相關條目 4 參考資料星爆的定義 编辑星爆星系有幾種不同的定義存在 但是沒有一個是嚴謹到足以讓所有的天文學家都能接受 然而 許多學者都同意定義必須與下面這三個要件有所關聯 星系目前將氣體轉化成恆星的速率 恆星形成率 SFR 可以用於形成恆星的氣體數量 是以星系的年齡或自轉週期做為比較的時標 常用的定義包括 現行的SFR與持續的恆星形成 將在遠短於宇宙年齡 哈伯時間 的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體 這有時是指 真實 的星爆 現行的SFR與持續的恆星形成 將在遠短於星系動力生命期 或是碟狀星系的一個自轉週期 的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體 現行的SFR 經過歸算之後遠大於整體一致平均的SFR 這個比率會參考到恆星的出生率參數星爆的觸發機制 编辑 基本上要引發星爆 必須要在很小的體積內集中大量低溫的氣體 雖然確實的機制還未能充分的了解 但這樣的集中和擾動被強烈的懷疑只能在大範圍的 整個星系合併的狀態下才能發生 長久以來的巡天觀測顯示 有碟狀的星爆星系通常都是成對的交互作用或合併的星系 它也顯示即使在目前沒有實際合併的星系之間的交互作用 也會觸發不穩定的轉動模式 像是不穩定的短棒 會造成氣體向核心匯集 在接近星系核心的部份引起星爆 星爆的形式 编辑 因為星爆星系本身已經是一種特殊的星系 因此要具體的區分出星爆的類型是很不容易的 星暴可以發生在碟狀星系 和不規則星系中經常出現和散佈在不規則星系內的節點 然而 還是有幾種不同類形的星暴在星系天文學家的研究下被區分出來 藍緻密星系 BCGs 這些星系通常是低質量 低金屬量和無塵埃的天體 因為它們沒有塵埃和擁有大量高溫 年輕的恆星 因此在光學上通常呈現藍和紫外的顏色 起初 為了解釋低金屬量的性質 這些藍緻密星系被認為是真正年輕的星系 還在形成第一代恆星的過程中 但是在藍緻密星系內發現許多老年的星族 並且高效率的混合也能解釋塵埃的缺乏和低金屬量的現象 多數的藍緻密星系被認為是近期合併和 或 交互作用展現出的特性 被仔細研究過的BCG有 IZw18 已知金屬量最低的星系 ESO338 IG04和Haro11 極亮紅外星系 ULIRGs 這些星系通常是有非常多塵埃的天體 因此 紫外線輻射被遮蔽使得恆星的光度變得黯淡 但是在波長100毫米附近以紅外線的形式被吸收和再輻射 這解釋了極亮紅外星系特別紅的原因 雖然不能肯定紫外線輻射純粹都是由恆星形成引起的 並且有些天文學家相信極亮紅外星系提供了活躍星系核 AGN 的動力 至少是一部分 X射線的觀測能夠貫穿極亮紅外星系厚重的塵埃 認為許多星暴星系都是雙核心的系統 藉由這樣的支持 由星系合併觸發了星爆 為極亮紅外星系提供了主要動力來源的假說 已經被詳細研究的極亮紅外星系包括阿普 220 沃夫 瑞葉星星系 星系的成員有一大部分都是明亮的沃夫 瑞葉星 星暴的要素 成因 编辑 首先 星暴需要有大量可以形成恆星的氣體 爆炸也許是因為與另一個星系接近或遭遇而被觸發 像是M81 M82 或是與其它的星系碰撞 像觸鬚星系 或是其他的程序使物質受力而進入星系的核心 像是星棒 在星暴的內部是一種極端的環境 大量的氣體聚集意味著大質量恆星的形成 年輕 炙熱的恆星造成氣體的游離 許多環繞著恆星的氫將形成電離氫區 炙熱的恆星組成的集團稱為OB星協 這些恆星的燃燒非常快也非常明亮 並且很就會發展成為超新星 爆炸然後進入恆星生命的終點 在超新星爆炸之後 拋射出的物質膨脹並形成超新星殘骸 這些殘骸與周圍星爆 星際介質 的環境互動 可以成為天然的邁射 研究鄰近的星暴星系能夠協助我們推斷星系形成與發展的歷史 有許多非常遙遠的星系看起來都像是星暴星系 例如在哈伯深空有許多都是星暴星系 但是因為太遙遠而無法做任何詳細的研究 研究附近的例子和探索他們的特徵 而當我們看見這些來自遙遠的星光 是來自更加年輕的宇宙 可能可以讓我們推想出宇宙早期發生的事情 參見紅移 很不幸的 在我們鄰近的宇宙中星暴星系似乎非常罕見 而距離越遠越為普通 表示他們多數都出現在數十億年前 所有的星系都比現在要接近 因此彼此之間的重力也比較能相互影響 在膨脹的宇宙中演變與發展的星系 越頻繁的遭遇越能造成更多星系的星暴 著名的星暴星系 编辑M82是典型的星暴星系 它大量的恆星形成歸因於與鄰近的螺旋星系M81遭遇 由無線電望遠鏡描繪的圖顯示出兩個星系有大區域的接觸 streams of neutral hydrogen 页面存档备份 存于互联网档案馆 這也是遭遇的結果 M82的中央地區的電波觀測圖也顯示有大量年輕的超新星殘骸 這些都是星爆創造出來的質量較大的恆星結束生命之後留下來的 觸鬚星系是另一個著名的星爆系統 在1997年釋出的影像哈伯影像 页面存档备份 存于互联网档案馆 令人震驚 相關條目 编辑活躍星系 恆星苗圃星系 英语 Baby Boom Galaxy 藍緻密矮星系 梅西爾82 豌豆星系 星暴參考資料 编辑Chandra Field Guide to X ray Sources Starburst Galaxies chandra harvard edu 2007 12 29 原始内容存档于2019 03 16 取自 https zh wikipedia org w index php title 星暴星系 amp oldid 69257247, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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