麻省理工學(xué)院(MIT)的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了以前的研究所忽略的新的和不尋常的星系鄰域。他們的結(jié)果于3月26日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上，表明大約有1%的星系團(tuán)看起來不典型，很容易被誤認(rèn)為是一個單一的明亮星系。 當(dāng)研究人員啟動新的星系團(tuán)望遠(yuǎn)鏡時，他們必須注意這些發(fā)現(xiàn)，否則就有可能獲得一幅不完整的宇宙圖景。
銀河系團(tuán)包含數(shù)百到數(shù)千個星系，它們被引力束縛在一起。它們在被稱為星團(tuán)內(nèi)介質(zhì)的高溫“氣體湯”中移動，其中包含的質(zhì)量超過了其中所有星系的所有恒星。這種熱氣體在冷卻時為恒星的形成提供了燃料，并發(fā)出X射線輻射，我們可以用天基望遠(yuǎn)鏡觀測到。
這種明亮的氣體云在星系團(tuán)周圍形成了一個模糊的X射線光環(huán)，使它們與恒星或類星體等產(chǎn)生的更離散的X射線點源區(qū)別開來。然而，正如麻省理工學(xué)院副教授Michael McDonald 9年前了解到的那樣，一些星系附近的星系打破了這種模式。
2012年， McDonald發(fā)現(xiàn)了一個不同于其他星系的星團(tuán)，它在X射線下像一個點光源一樣閃亮。它的中心星系容納了一個貪婪的黑洞，它消耗物質(zhì)，噴出的X射線明亮得足以淹沒星團(tuán)內(nèi)介質(zhì)的漫射。在它的核心，星團(tuán)形成恒星的速度大約是大多數(shù)其他星團(tuán)的500倍，使它具有年輕恒星群體的藍(lán)色光芒，而不是典型的“年邁”恒星的紅色色調(diào)。
"幾十年來，我們一直在尋找這樣的系統(tǒng)，" McDonald在談及“鳳凰星團(tuán)”時表示。然而，它在多年前就已經(jīng)被觀測到，被認(rèn)為是一個單一星系而不是一個星團(tuán)。“它的資料已經(jīng)在檔案館里呆了幾十年，但沒有人看到它。他們看過去是因為它看起來不對勁。”
因此，McDonald想知道，還有哪些不尋常的星團(tuán)可能潛伏在檔案中，等待被發(fā)現(xiàn)?于是，"隱藏在普通視域中的星團(tuán)"(CHiPS)調(diào)查應(yīng)運而生。
Taweewat Somboonpanyakul是McDonald實驗室的一名研究生，他在讀博期間一直投入到CHiPS調(diào)查中。他首先從幾十年的X射線觀測中挑選出潛在的星團(tuán)候選者。他利用夏威夷和新墨西哥州的地面望遠(yuǎn)鏡的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，并訪問了智利的麥哲倫望遠(yuǎn)鏡，對剩余的星源拍攝新的圖像，尋找能夠揭示星團(tuán)的鄰近星系。在最有希望的情況下，他用更高分辨率的望遠(yuǎn)鏡，如天基錢德拉X射線天文臺和哈勃太空望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行放大。
經(jīng)過六年的時間，CHiPS調(diào)查現(xiàn)在已經(jīng)接近尾聲。近日，Somboonpanyakul在《天體物理學(xué)雜志》上發(fā)表了該調(diào)查的累積結(jié)果，其中包括發(fā)現(xiàn)了三個新的星系團(tuán)。其中一個星系團(tuán)CHIPS1911+4455與快速形成恒星的鳳凰星團(tuán)相似，并在1月份的《天體物理學(xué)雜志通訊》上發(fā)表論文進(jìn)行了描述。這是一個令人興奮的發(fā)現(xiàn)，因為天文學(xué)家只知道其他幾個類似鳳凰星團(tuán)的星團(tuán)。然而，他們需要對這個星團(tuán)進(jìn)行進(jìn)一步的研究，因為它的形狀是扭曲的，有兩個延伸的懸臂，而所有其他快速冷卻的星團(tuán)都是圓形的。研究人員認(rèn)為，它可能與一個較小的星系團(tuán)相撞。“與我們現(xiàn)在知道的所有星系團(tuán)相比，它是超級獨特的，”Somboonpanyakul說。
總的來說，CHiPS調(diào)查顯示，舊的X射線調(diào)查錯過了大約1%的星系鄰域，因為它們看起來與典型的星系團(tuán)不同。這可能會產(chǎn)生重大影響，因為天文學(xué)家研究星系團(tuán)以了解宇宙如何膨脹和演變。“我們需要找到所有的星團(tuán)，才能把這些事情做好，”McDonald解釋說。“如果你想推動前沿，99%的完成度是不夠的。”
隨著科學(xué)家發(fā)現(xiàn)和研究更多的這些不同尋常的星系團(tuán)，他們可能會更好地理解它們是如何融入更廣泛的宇宙圖景中的。在這一點上，他們不知道少數(shù)星系團(tuán)是否總是處于這種奇怪的、像鳳凰星團(tuán)一樣的狀態(tài)，或者這也許是所有星系團(tuán)在短時間內(nèi)經(jīng)歷的典型階段--大約2000萬年，以時空標(biāo)準(zhǔn)來看，這只是一個短暫的瞬間。天文學(xué)家很難分辨，因為他們只能得到每個星團(tuán)幾乎凝固在時間中的單一快照。但有了更多的數(shù)據(jù)，他們就可以對支配這些星系附近的物理學(xué)做出更好的模型。
CHiPS調(diào)查結(jié)束的同時，一個新的X射線望遠(yuǎn)鏡eROSITA也將啟動，它的目標(biāo)是將我們的星團(tuán)目錄從幾百個增加到幾萬個。但除非他們改變尋找這些星團(tuán)的方式，否則他們將錯過數(shù)百個偏離常規(guī)的星團(tuán)。“正在為這個新的X射線望遠(yuǎn)鏡構(gòu)建出星團(tuán)搜索的人需要意識到這項工作，”McDonald說。“如果你錯過了1%的星團(tuán)，那么你對宇宙的理解就會有一個基本的限制。”
