天文学家观察组内光——遥远星系之间难以捉摸的光

星系群“之间”的光——“群内光”——无论多么暗淡,都是从它们的母星系中剥离出来的恒星辐射出来的。 图片:提供。 图片来源:Martínez-Lombilla 等人/新南威尔士大学悉尼分校

一个国际天文学家小组将一项新技术应用于一组星系和它们之间的微弱光——被称为“组内光”——来表征居住在那里的恒星。

发表在 MNRAS 上的这项研究的主要作者、新南威尔士大学物理学院的 Cristina Martínez-Lombilla 博士说:“我们对组内光几乎一无所知。

“组内光最亮的部分比地球上最黑暗的夜空暗约 50 倍。即使使用地球上或太空中最大的望远镜,也很难检测到它。”

研究人员使用他们的灵敏技术消除了来自所有物体的光,除了组内光,研究人员不仅检测到组内光,而且能够研究和讲述居住在其中的恒星的故事。

“我们分析了群内恒星的特性——星系群之间的那些杂散恒星。我们研究了组成它们的元素的年龄和丰度,然后我们将这些特征与仍然属于星系群的恒星进行了比较,”博士马丁内斯-隆比拉说。

“我们发现组内光比周围的星系更年轻,金属含量也更少。”

重建组内光的故事

群内光中的孤星不仅“不合时宜”,而且它们似乎与最近的邻居有着不同的起源。 研究人员发现,群内恒星的特征看起来类似于更远星系的星云状“尾巴”。

这些线索的结合使研究人员能够重建组内光的历史——故事——以及它的恒星是怎样聚集在他们自己的恒星孤儿院中的。

马丁内斯-隆比拉博士说:“我们认为这些单独的恒星在某些时候从它们的星系中剥离出来,现在它们随着群体的引力自由漂浮。” “这种剥离,称为潮汐剥离,是由大质量卫星星系的通过引起的——类似于银河系——它们将恒星拉到它们的尾流中。”

这是首次观测到这些星系的群内光。

马丁内斯-隆比拉博士说:“揭示群内光的数量和起源提供了一组星系所经历的所有相互作用的化石记录,并提供了系统相互作用历史的整体视图。”

“而且,这些事件发生在很久以前。星系 [we’re looking at] 距离我们如此之远,以至于我们正在观察它们 25 亿年前的样子。 这就是他们的光到达我们这里所需要的时间。”

通过观察很久以前发生在遥远星系中的事件,研究人员正在为宇宙事件的缓慢演化提供重要的数据点。

量身定制的图像处理程序

研究人员开创了一种独特的技术来实现这种穿透性的观点。

“我们开发了一种定制的图像处理程序,使我们能够分析宇宙中最微弱的结构,”Martínez-Lombilla 博士说。

“它遵循研究天文图像中微弱结构的标准步骤——这意味着二维建模和去除所有光,除了来自组内光的光。这包括图像中所有明亮的恒星,星系遮挡组内光和从天空中减去连续发射。

“让我们的技术与众不同的是它完全基于 Python,因此它是非常模块化的,并且很容易适用于来自不同望远镜的不同数据集,而不仅仅是对这些图像有用。

“最重要的结果是,在研究星系周围非常微弱的结构时,过程中的每一步都很重要,每一个不需要的光都应该被考虑在内并被移除。否则,你的测量将是错误的。

Martínez-Lombilla 博士说,这项研究中提出的技术是一个试点,鼓励未来对组内光进行分析。

“我们的主要长期目标是将这些结果扩展到星系群的大量样本。然后我们可以查看统计数据并找出关于群内光的形成和演化的典型特性以及这些极其常见的系统星系群。

“这是准备下一代深度全天空调查的关键工作,例如使用欧几里德太空望远镜和 LSST 与 Vera C. Rubin 天文台进行的调查。”