科学家揭秘“超致密矮星系”起源之谜
矮星系是光度最弱的一类星系，其在宇宙演化中的作用至关重要。由中国天文学家主导、来自全球近20个研究机构的科研人员组成的国际团队，在观测中首次发现了矮星系在星系团致密环境中被瓦解剥离并逐渐演化为超致密矮星系的完整过程，揭示了困扰天文学家许久的超致密矮星系起源之谜。这一重要研究成果9日刊载于《自然》杂志。
图为部分强核矮星系和超致密矮星系的光学图像，以及其在室女星系团中心区域的空间分布。（受访者供图）
长期以来，星系和星团被认为是截然不同的两类天体。星系在暗物质晕中诞生成长，有较为复杂的恒星形成历史；星团则脱胎于星系内部的巨型分子云团块。超致密矮星系于2000年左右被发现，因其内部恒星系统极端致密而得名，其质量和大小介于星系和星团之间，而其起源也一直存在争议。近年来，尽管一些研究结果支持“许多超致密矮星系或起源于被剥离的矮星系”，但矮星系演化为超致密矮星系的具体过程还没有被实际观测所证认。
为此，北京大学、上海交通大学等高校的天文学研究团队联合加拿大、美国等多地研究机构利用哈勃空间望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜、北双子座望远镜等观测设备，在室女星系团里搜寻找到约600个超致密矮星系候选体。通过光谱证认及全面细致的形态分析，发现约有15%的超致密矮星系被暗弱的恒星晕所包围。
研究人员认为，这些超致密矮星系在形态、颜色、空间分布等特征上都与新定义的一类强核矮星系高度相关，很可能强核矮星系是矮星系演化为超致密矮星系的一个中间阶段。此外，在某些强核矮星系和超致密矮星系周围也发现了极其暗弱的“S”型星流结构，这成为矮星系正被潮汐瓦解的直接证据。
图为观测得到的从正常矮星系被瓦解形成超致密矮星系的各阶段示意图。（受访者供图）
论文第一作者、北京大学物理学院天文学系博士研究生王凯翔说，团队首次观测到超致密矮星系形成的各个阶段，“就像时间切片一样，刻画出从普通矮星系被瓦解形成超致密矮星系（甚至星团）的变身过程，清楚揭示了演化的规律。”
“超致密矮星系是星系团考古研究的重要探针，研究其起源对于理解星系的形成和演化有着重要意义。”研究团队成员、美国国家光学—红外天文研究实验室天文学家彭逸西说。
据悉，下一步研究团队仍将使用多台国际大型天文望远镜对超致密矮星系进行后续观测，以揭晓更多与之相关的科学奥秘。（记者魏梦佳）