由美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台的一半——南双子座望远镜拍摄到的透镜状星系NGC4753是一个真正非凡的天体。其突出而复杂的尘埃带网络围绕其星系核扭曲,定义了其“特殊”分类,并且可能是大约13亿年前星系与附近矮星系合并的结果。

双子座南号捕捉到NGC4753扭曲的尘埃盘展示了过去合并的后果

可观测宇宙中存在着数量惊人的星系,最近估计这个数字在1000亿到2万亿之间。而且,就像雪花一样,没有两片是完全相同的。但根据它们的视觉外观和物理特征,它们可以分为四大类:椭圆形、透镜状、不规则形和螺旋形,其间还有许多子类。然而,星系是动态物体,随着时间的推移与周围环境相互作用而演化,这意味着单个星系在其整个生命周期中可能会属于多种分类。

NGC4753被认为就是这种情况,天文学家假设它最初是一个正常的透镜状星系,但在十亿多年前与附近的一个矮星系合并后演变成更具体的奇特星系。

NGC4753由天文学家WilliamHerschel于1784年发现,显示出一些真正令人着迷的特征。在这张由双子座南望远镜(美国国家科学基金会NOIRLab运营的国际双子座天文台的一半)拍摄的图像中,银河系错综复杂的尘埃带令人惊叹不已。

NGC4753位于处女座,距离我们约6000万光年。它是处女座II云内NGC4753星系群的成员,该星系群由至少100个星系团和延伸到处女座超星系团南缘的单个星系组成。

NGC4753独特的尘埃带似乎围绕星系核扭曲和转动,长期以来一直引起天文学家的兴趣,正是这种不规则特征赋予了它“特殊”的分类。从地球几乎边缘看去,这个星系看起来相当神秘。但在1992年,由现印第安纳大学高级研究科学家TomSteiman-Cameron领导的天文学家小组发表了一份对NGC4753的详细研究,其中他们发现其复杂的形状很可能是与一个小型伴星系合并的结果。

“吞噬另一个星系的星系通常看起来像火车残骸,”斯泰曼-卡梅伦说,“而这就是一个火车残骸星系。”

当两个(或更多)星系碰撞时,就会发生星系合并,导致它们的物质混合并显着改变所涉及的每个星系的形状和行为。就NGC4753而言,人们认为曾经标准的透镜状星系在大约13亿年前与附近富含气体的矮星系合并。

矮星系的气体,加上这次星系碰撞引发的恒星形成爆发,给该系统注入了大量的尘埃。星系由于重力而向内螺旋,导致积聚的尘埃涂抹成圆盘形状。这就是故事变得有趣的地方。

Steiman-Cameron和他的团队发现,一种称为差分进动的现象是NGC4753纠缠尘埃带的原因。当旋转物体的旋转轴改变方向时,就会发生进动,就像旋转的陀螺在失去动量时摇晃一样。微分意味着进动速率根据半径而变化。

在尘埃吸积盘绕星系核运行的情况下,进动速率朝中心较快,接近边缘较慢。这种变化的、类似摆动的运动是由NGC4753和它的前矮伴星碰撞的角度造成的,也是我们今天看到的缠绕在星系发光核周围的强烈扭曲尘埃带的原因。