巨型星系周围一些球状星团起源的惊人答案揭晓

　　香港大学（HKU）物理系林瑞米博士和他的研究助理黄小姐领导的一项研究，利用哈勃太空望远镜的数据，为位于星系团中心的巨型星系周围的一些球状星团的起源提供了令人惊讶的答案。他们与西班牙Ikerbasque大学的Thomas Broadhurst教授和HKU物理系的客座研究教授、台湾中央研究院天文与天体物理研究所的Youichi Ohyama博士和美国普林斯顿大学的Elinor Medizinski博士合作，他们的工作发表在最近发表在《自然天文学》网站上的期刊论文《巨型椭圆星系中球状星团祖体的持续形成》中。

　　球状星团是宇宙中最古老的可见物体——每一个都包含数十万到偶尔超过一千万颗恒星，它们基本上同时诞生，并密集地聚集成一个球形体积，其直径比我们银河系的直径小一千多倍。球状星团被认为是在大约138亿年前宇宙开始后不久形成的，与第一个星系形成的时间相同，甚至可能更早。此后，除了恒星的老化和死亡之外，它们基本保持不变。作为星系形成的古老而原始的见证，球状星团可能会为新生星系如何形成并随时间增长提供重要线索——只要我们知道球状星团本身是如何形成并在星系周围积累的。

　　我们的银河系被大约150个这样的球状星团所包围，其中一些在足够暗的地方肉眼可见。更大的星系被更多的球状星团包围着。最大数量的球状星团，超过一万到二万个，在星系团中心的巨型星系周围被发现。星系团包含数百至数千个因重力而结合在一起的星系，并被热气体注入（比太阳中心温度高10倍），这远远超过了组成星系团的星系中所有恒星的总和。

　　由Lim博士领导的研究小组发现，位于英仙座星系团中心的巨大星系周围的球状星团并不都是古老的天体:相反，至少在过去的10亿年里，已经形成了几千个球状星团，在宇宙历史的进程中，可能还会形成更多的球状星团。正如所附图片所示，年轻的球状星团与延伸到巨大星系外围的复杂冷气体丝状网络密切相关，因此诞生于其中。这种冷气体被认为是从注入整个英仙座星系团的热气中沉淀出来的；热气体的密度以及气体冷却的速度向星系团的中心迅速上升。

　　在它们形成之后，新生的球状星团不再局限于冷却气体的网络，而是像雨滴从云中凝结落下一样，向内降雨到巨大的星系中。相比之下，正如所附图片所示，较老的球状星团随机分布在巨型星系周围，这是因为它们在环绕巨型星系的轨道上彼此随机分散。

　　这一惊人的发现解释了巨型星系周围球状星团的许多令人困惑的方面。首先是它们的绝对数量:显然，巨型星系周围球状星团的一部分是由注入星系团的气体在宇宙历史中形成的。其次是巨型星系周围的球状星团所呈现的特别宽的颜色范围:球状星团的颜色随着年龄的增长逐渐从蓝色变为红色（因为质量更大、更蓝的恒星首先死亡，留下质量更小、更红的恒星），因此它们的年龄范围很广，颜色范围也很广。

　　由英仙座星系团中心的冷却气体网络形成的球状星团，质量范围很广，但质量越大，数量越少。它们的数量对质量的依赖与真正古老的球状星团以及我们银河系和其他螺旋星系中质量较小的星团遵循相同的趋势——从而证实了所有质量尺度上的星团的共同形成机制（从刚刚超过十个太阳的星团到大约一千万个太阳的星团），而不管它们形成的环境如何，不管它们是来自星系旋臂中的压缩气体还是来自星系团中心的致密气体；或者像真正古老的球状星团一样被发现。