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宇宙化石:欧几里得望远镜揭开古老NGC 6397星团的神秘面纱
发布日期:2023-11-10 21:41:56  稿源:cnBeta.COM

欧几里得望远镜对NGC 6397球状星团的详细成像可能会揭示潮汐尾迹,并为暗物质在银河系中的作用以及银河系最古老恒星结构之一的演化提供新的见解。这张闪闪发光的图像显示了欧几里得对一个名为 NGC 6397 的球状星团的观察。球状星团是由成千上万颗恒星在重力作用下聚集在一起的集合体。

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欧几里得望远镜拍摄到了 NGC 6397 球状星团的全面图像,该星团位于银河系的圆盘中,其中的恒星可以让人们了解银河系的历史。观测整个球状星团,尤其是其外围区域的暗星,对现有望远镜来说一直是个挑战。然而,欧几里德望远镜的能力使它能够分辨出这些微弱的恒星,从而能够寻找"潮汐尾迹",它可以显示过去的相互作用,并帮助绘制银河系内的暗物质图。图片来源:ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理:J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO

NGC 6397 距地球约 7800 光年,是距离我们第二近的球状星团。它和其他球状星团一起在银河系的圆盘中运行,而银河系中的大部分恒星都在这里。

球状星团是宇宙中最古老的天体。正因为如此,球状星团中蕴藏着许多关于其宿主星系历史和演变的线索,比如这个银河系的球状星团。

挑战在于,通常很难一次性观测到整个球状星团。它们的中心包含大量恒星,以至于最亮的恒星"淹没"了较暗的恒星。它们的外围区域延伸得很远,其中大部分是低质量的暗星。正是这些暗星可以告诉我们它们以前与银河系的相互作用。

意大利国家天体物理研究所的 Euclid Consortium 科学家 Davide Massari 解释说:"目前,除了 Euclid 望远镜,没有其他望远镜能够观测到整个球状星团,同时还能将外围区域的微弱恒星成员与其他宇宙源区分开来。"

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这个古老的恒星珠宝盒是一个名为 NGC 6397 的球状星团,闪烁着来自数十万颗恒星的光芒。天文学家利用 NASA/ESA 哈勃太空望远镜测算出该星团的距离为 7800 光年。图片来源:NASA、ESA、T. Brown 和 S. Casertano(STScI): NASA, ESA, and J. Anderson (STScI)

例如,哈勃太空望远镜已经对 NGC 6397 的核心部分进行了详细观测(见上图),但哈勃需要大量观测时间才能绘制出星团外围的地图,而欧几里得只需一小时就能完成。欧空局的盖亚任务可以追踪球状星团的移动,但无法知道非常暗淡的恒星发生了什么。而地面望远镜可以覆盖更大的区域,但深度和分辨率较差,因此无法完全分辨出暗淡的外围星体。

戴维德和他的同事们将利用欧几里得搜索球状星团中的"潮汐尾迹":潮汐尾迹是由于先前与星系的相互作用而延伸到星团之外的恒星痕迹。

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这是从欧几里得 NGC 6397 全景图中截取的部分,具有 VIS 仪器的高分辨率。这样做的实际原因是为了将全图的格式限制在便于下载的大小。切面图充分展示了欧几里德的强大功能,即通过一次指向就能获得大面积天空的极其清晰的图像。虽然这幅图像只代表了整个彩色视图的一小部分,但整个区域都能获得与这里显示的相同质量的图像。图片来源:ESA/Euclid/Euclid Consortium/NASA, 图像处理:J.-C. Cuillandre (CEA Paris-Saclay), G. Anselmi, CC BY-SA 3.0 IGO

达维德说:"我们预计银河系中的所有球状星团都会有潮汐,但到目前为止,我们只在少数几个球状星团周围看到过潮汐。如果没有潮汐尾流,那么球状星团周围就可能存在一个暗物质晕,阻止外围恒星逃逸。但我们预计球状星团等较小尺度的天体周围不会有暗物质晕,只有矮星系或银河系本身等较大的结构周围才会有暗物质晕。"

如果达维德和他的团队找到了银河系中NGC 6397和其他球状星团的潮汐尾迹,他们就能非常精确地计算出这些星团是如何绕银河系运行的。达维德补充说:"这将告诉我们暗物质在银河中的分布情况。"

通过欧几里得观测,研究小组还希望确定球状星团的年龄,研究其恒星群的化学特性,并研究超冷矮星--星团中质量最低的成员。

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