大麥哲倫星系(Large Magellanic Cloud)是銀河系最近的鄰居之一。這個矮星系在南半球夜空中可見,其視直徑大約是滿月的20倍。天文學家推測,大麥哲倫星系並非繞著銀河系公轉,而是剛完成了一次與體積和質量遠大於自己的銀河系的近距離接觸。在這次接觸中,大麥哲倫星系穿越了銀河系的氣體暈,結果其結構受到嚴重破壞,並流失了大部分的自身氣體暈。
天文學家最近利用哈伯太空望遠鏡首次測量了大麥哲倫星系的氣體暈大小,發現其直徑僅約5萬光年,異常小而緻密,僅為類似質量星系氣體暈的十分之一。這顯示,大麥哲倫星系在穿越銀河系巨大的氣體暈時,受到衝壓力(Ram Pressure Stripping)的影響,氣體暈被壓縮或截斷,導致流失了大部分氣體,僅剩下原來的10%,並形成了尾隨這個矮星系的氣體尾流。你可以將銀河系想像成一個巨大的吹風機,在大麥哲倫星系靠近我們時,不斷將它的氣體吹走。然而,大麥哲倫星系是一個倖存者。儘管損失慘重,它憑藉相對較高的質量(約為銀河系的10%),仍能保留足夠的氣體以繼續形成新恆星,新的恆星形成區域依然活躍。相比之下,若是質量更小的星系,這種劇烈的相互作用通常會導致它們無法倖存,只剩下一群老化的紅色恆星。
這幅藝術概念圖展示了大麥哲倫星系的近景,大麥哲倫星系是一個矮星系,也是銀河系最近的鄰居之一。科學家認為,大麥哲倫星系剛剛完成了穿越了銀河系的氣體暈。圖中明亮的紫色弓形震波代表大麥哲倫星系撞擊氣體暈的前緣,因銀河系的氣體暈向大麥哲倫星系推回,導致其氣體暈受壓縮。這種衝壓力剝離了大麥哲倫星系大部分的氣體暈,並將其吹向後方,形成一條流動的氣體尾流。目前的大麥哲倫星系被其殘存的氣體暈包裹著。圖中結合了大麥哲倫星系的真實科學影像與藝術呈現的星系氣體暈效果。Credit: NASA, ESA, R. Crawford (STScI)
這項研究利用28個明亮的類星體作為背景光源,調查大麥哲倫星系的氣體暈。類星體是距離銀河系極為遙遠但非常明亮的活躍星系核,如同燈塔般發出強光。當這些光穿過大麥哲倫星系的氣體暈時,部分光被吸收,科學家藉此「看見」氣體暈的存在。為完成這項研究,研究團隊分析了這28個類星體在哈伯太空望遠鏡的紫外線觀測數據。由於地球大氣層會阻擋大部分紫外線,而哈伯是目前唯一能進行紫外線觀測的太空望遠鏡,因此這項研究完全依賴於哈伯的能力。研究結果將發表於《天文物理期刊通訊》(The Astrophysical Journal Letters)(Mishra et al. 2024)。