宇宙深处横跨15万光年的大轮子——车轮星系

车轮星系（ Cartwheel Galaxy, ESO 350-40 ）是一个位于玉夫座的透镜状星系，距离地球五亿光年，其直径大约15万光年。这个星系的样子呈车轮般光环状，外部的光环是不少新形成的恒星。

天文学家认为，这个星系原本是一个像银河系般的螺旋星系，因为与另一星系相撞，才变成今天的车轮状。

这次碰撞显著地影响了星系的形状和结构。车轮星系上有两个戒指ーー一个明亮的内环和一个环绕着的彩色戒指。这两个圆环从碰撞的中心向外扩张，就像抛入石头后池塘里的涟漪一样。由于这些独特的特征，天文学家称之为“环状星系”，这种结构不像我们银河系这样的螺旋星系那么常见。

他们估计在约两亿年以前，一个较小的星系撞向较大星系的中央（并穿过了原来星系的中间）。由于较大星系中心的重力遭小星系扭曲，以致产生冲击波，从中央冲向外部，使外层星云受压，引发了大量的恒星形成。

许多望远镜曾对其进行过观测：

• 来自钱德拉 X 射线天文台的 X 射线（紫色）显示最初由车轮星系承载的受干扰的热气体被碰撞拖曳超过 150,000 光年。
• 来自哈勃空间望远镜的光学数据（红色、绿色和蓝色）显示了这次碰撞可能触发了恒星形成的位置。
  

  哈勃空间望远镜观测图像

• 2022年8月，詹姆斯·韦伯空间望远镜捕捉到车轮星系的新影像，以前所未见的清晰度拍到会旋转的缤纷外环，揭露了车轮星系中恒星形成的新细节，以及中心超大质量黑洞的行为。
  

  詹姆斯·韦伯空间望远 NIRCam 观测图像

Webb 的主要成像仪近红外摄像机（ NIRCam ）可以观测到0.6到5微米的近红外区域，观测到的光线可以揭示出比可见光中观测到的更多的恒星。这是因为年轻的恒星，其中许多是在外环中形成的，在红外线下观察时，尘埃的存在使它们不那么模糊。在这张图像中，NIRCam 的数据是蓝色、橙色和黄色。星系中显示出许多单独的蓝点，这些蓝点是单独的恒星或恒星形成的区域。NIRCam 还揭示了较老恒星种群的平滑分布或形状与核心致密尘埃之间的差异。

然而，要想了解星系中尘埃的更多细节，需要借助韦伯的中红外仪器（ MIRI ）。MIRI 数据在这个合成图像中是红色的。它揭示了车轮星系中富含碳氢化合物和其他化合物的区域，以及硅酸盐尘埃，就像地球上的大部分尘埃一样。这些区域形成了一系列螺旋辐条，基本上形成了星系的骨架。这些辐条在2018年发布的哈勃望远镜之前的观测中很明显，但是在这张韦伯照片中它们变得更加突出。

詹姆斯·韦伯空间望远 MIRI 观测图像

虽然人们找到车轮星系旁边有两个小星系，但多认为与它们与这次碰撞无关，原来发生碰撞的星系早已离去，现估计位于距离车轮星系25万光年的位置。美国国家航空航天局与欧洲航天局表示，车轮星系仍处于“瞬息万变的阶段”¹。

参考来源：

[1]韋伯望遠鏡捕捉車輪星系碰撞如漣漪 繽紛外環旋轉奇觀 | 科技 | 中央社 CNA

[2]Webb Captures Stellar Gymnastics in The Cartwheel Galaxy | NASA

[3]Cartwheel Galaxy | NASA