天文学家发现巨大的超级螺旋星系是什么(巨型螺旋星系)

导语：天文学家发现巨大的超级螺旋星系

美国加州理工学院（California Institute of Technology）天文物理学家 Patrick Ogle 等人在宇宙荒野发现一种新型的星系野兽，其规模与亮度睨视宇宙所有的星系，因此 Ogle 等人暱称其为“超级螺旋星系（super spirals）”。

超级螺旋星系因为外观与一般典型螺旋星系类似，因此一直没有被单独提出讨论研究过。天文学家利用 NASA 的 NASA/IPAC 河外星系资料库（NASA/IPAC Extragalactic Database，NED）进行研究，结果发现这些原本以为是邻近银河系的螺旋星系们，其实都是离我们非常远、非常庞大的螺旋星系。由于已知的超级螺旋星系数量非常稀少，虽然揭发了它们的存在，但它们由何而来仍是个谜。

NED 为线上资料库，其中包含 1 亿多个星系的讯息，乃汇整了星系演化探索者号（Galaxy Evolution Explorer）的紫外观测、史龙数位巡天计划（Sloan Digital Sky Survey，SDSS）的可见光观测，和2微米全天巡天观测计划（Two Micron All-Sky Survey，2MASS）、史匹哲太空望远镜（Spitzer）与广角红外巡天观测卫星（Wide-field Infrared Survey Explorer，WISE）的红外观测资料。

图中是其中3个超级螺旋星系，由左至右分别为：2MASX J08542169+0449308、2MASX J16014061+2718161 和SDSS J094700.08+254045.7。其中 2MASX J08542169+0449308（左） 和 2MASX J16014061+2718161（中）拥有双核心，SDSS J094700.08+254045.7（右）则是最大、最亮的已知超级螺旋星系之一，其螺旋状的旋臂长达 320,000 光年，是银河系旋臂的3倍以上。

Ogle 等人在 NED 资料库搜寻最亮星系的过程中，原本以为庞大而成熟的椭圆星系（ellipticals）会佔据他们搜寻结果的最大宗，但结果却让他们相当意外。在离地球约 35 亿光年的范围内约有 80 万个星系，其中有 53 个最亮星系有着螺旋外观，而非原本他们设想的椭圆外观。Ogle 等人再度检测这些螺旋星系的距离，结果发现没有一个是在邻近宇宙中，最近的一个甚至在 120 亿光年外。他们确信这些星系的距离讯息应该无误，那么这些螺旋特性就显得怪异而突出。

超级螺旋星系的亮度比我们的银河系还亮 8~14 倍，质量则为银河系的 10 倍左右，满佈恒星的银盘直径是银河系的 2-4倍，其中最大的超级螺旋星系的银盘直径可达 440,000 光年，比我们银河系的 100,000 光年大了 4.4 倍。超级螺旋星系也会发出大量紫外和红外辐射，这通常代表着星系内的新恒星诞生率极高，估计是银河系的 30 倍左右。

根据现行天文物理理论，螺旋星系受限于它们的大小和造星能力，应该无法达到上述这些“功绩”。螺旋星系是经由重力捕捉来自星系际空间中间的新鲜低温气体以成长茁壮，它们的质量会因气体冲入星系得太快而达到上限，这是因为这些一头冲入星系的气体会被加热，导致无法收缩聚集而形成新恒星，即天文学家所谓的“抑制过程（quenching process）”。然而，超级螺旋星系显然没发生这样的抑制过程，所以才会长成庞然大物。

Ogle 等人找出的最亮星系中的 53 个螺旋星系，其中有 4 个或许能给出超级螺旋星系来源的重要线索。这 4 个超级螺旋星系含有 2 个星系核，与典型星系只有一个星系核的状况不同。双核心的存在，显然是两个星系合併在一起的结果。理论上来说，两个螺旋星系合併后应该是会形成一个椭圆星系；可是，Ogle 等人推测若螺旋星系合併发生时，牵涉到的是两个富含气体的螺旋星系，最后当一切归于平静时，这满当的气体会安顿至一个新形成的、比原来螺旋星系还大的星系盘，然后很快的就形成了我们现今所见的超级螺旋星系。也因此，超级螺旋星系的发现，显示了我们对那些质量最大的星系如何形成和演化的观点，必须要彻底改变才行。

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