鳳凰座星流：一群被時光遺忘的古老恆星
澳洲雪梨大學（University of Sydney）博士生Zhen Wan和他的指導教授Geraint Lewis等人，利用位在澳洲新南威爾斯（New South Wales）的英澳望遠鏡（Anglo-Australian Telescope），測量鳳凰座中一股恆星的運動速度，結果在銀河系邊緣發現一個破碎的球狀星團遺骸，推測可能是在至少20億年前被我們銀河系扯碎的結果。由於是位在鳳凰座方向，因此稱為鳳凰座星流（Phoenix stream）。讓這些天文學家驚訝的是：這個星流中的恆星的金屬豐度（metallicity）比其他類似的球狀星團還低很多，強烈顯示鳳凰座星流潰散前的原星團應該是同類型星團中的最後殘存者，而且其起源和演化都與現今已知的其他球狀星團不同。相關論文發表在自然（Nature）期刊中。（註：比氫與氦還重的一律統稱為重元素或金屬元素，恆星含有的重元素比例稱為金屬豐度。）
鳳凰座星流：古老球狀星團的遺跡
銀河系中已知的球狀星團約有150個，每個都是由數十萬到上百萬顆恆星所組成的龐大球狀集團，絕大部分球狀星團位在銀河系的銀暈中，環繞銀河中心公轉。這些球狀星團大都相當古老，見證過去數十億年來的銀河系成長過程。
大霹靂（the Big Bang）後所製造的最原始化學元素就是氫和氦，其他的重元素基本上都是通過恆星內部核融合反應和超新星爆炸而製造出來的。所以在恆星的世代更替中，金屬豐度愈高，代表恆星誕生的年代愈接近現代，反之金屬豐度愈低，代表恆星誕生的時間愈早。
圖說：（左圖）藝術家想像的鳳凰座球狀星團被銀河系扯碎後形成的纖薄星流。（右圖）藝術家描繪，天文學家針對隸屬於離散的鳳凰座星團中明亮的紅巨星進行化學組成的測量。Credit: James Josephides, Swinburne Astronomy
以往的銀河系球狀星團觀測結果，發現其成員星富含早期星體製造出來的重元素。現行相關理論認為這既然與更早期星體有關，那麼應該不可能發現不具有重元素的球狀星團，反過來說，若金屬豐度低於某個下限的條件下，不可能形成球狀星團。現在，鳳凰座星流打破了這個理論假說，因為星流中恆星的金屬豐度就在這個「下限」以下，本來是個「不可能存在的球狀星團」。但，它就是存在！那麼，顯然現行球狀星團形成理論是有問題的。
其中一種可能的解決方案就是：鳳凰座星流是一種已「絕種」的球狀星團族群中的最後一個所留下的遺骸，這種球狀星團的誕生環境與現今所見的其他球狀星團截然不同。
這種球狀星團族群在過去可能數量相當豐富，後來不斷被銀河系的重力作用撕扯破碎，原本的星團成員星逐漸融入銀河系各處。這意味著：星流這種現象的存在時間極短，隨時間過去而幾乎被消滅殆盡。但鳳凰座星流卻在永遠離散融入銀河系之前就近入銀暈中，所以還能苟延殘喘一陣子。
不過，目前並不清楚鳳凰座星流前身星團的起源及其在星系演化中所發揮的作用。Wan等人下一步要做的就是尋找鳳凰座星流是否有同類伙伴，以藉此探尋星系以及這類星團如何形成的課題，只是這些伙伴的殘骸可能都是非常昏暗的星流，要辨別出來並不容易，這些天文學家可得加油了。
留言
張貼留言