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天文學家正設法揪出謊報距離的原兇

天文學家正設法揪出謊報距離的原兇



  上圖是歐南天文台(ESO)位在智利La Silla觀測站的MPG/ESO 2.2米望遠鏡和廣角相機(Wide Field Imager,WFI)拍攝的NGC 247星系影像。這個螺旋星系盤面相對於地球的傾斜角很大,天文學家認為或許正是之前超估這個星系距離的原因。

  螺旋星系NGC 247位在南天的玉夫座中,是南天最靠近地球的螺旋星系之一。在WFI這幅影像中,可清楚辨別出許多成員星,而那些粉紅色的氫氣雲就是活躍的恆星形成區,利用這些比較明顯的特徵,才能鑑別出這個星系鬆散而不顯著的旋臂。事實上,NGC 247是玉夫座星系群(Sculptor Group)的成員之一,此星系群的主要星系就是玉夫座星系(Sculptor Galaxy,NGC 253)。這個星系群是離我們銀河系所在的本星系群(Local Group)最近的星系集團,但卻始終無法非常精確的測定這個星系的距離。

  通常要測定一個鄰近星系的距離,天文學家會利用所謂的「造父變星(Cepheid variable)」當作量天尺。造父變星通常相當明亮,亮度變化也相當規律,更重要的是它的亮度變化週期與它本質的絕對亮度(光度)有簡單的數學關連,稱為「週光關係(period–luminosity relationship)」。因此由變光週期可得知其絕對亮度,只要比較在地球上的測得的視亮度和由變光週期而得的絕對亮度,便可得出這顆造父變星的距離。不過,這種方式沒想像中那麼簡單,因為造父變星的週光關係還可能與造父變星的組成成分有關。

  另一個問題是:部分來自造父變星的光抵達地球之前,會被途中的塵埃吸收,使它顯得比較暗,估算出的距離因而比較實際距離還遠。這個問題在NGC 247星系中特別明顯,因為NGC 247的盤面傾角大,從地球觀察星系中的造父變星時,必須經過滿佈塵埃的星系盤面而使距離估算失真。

  還好,目前有群由智利、美國和歐洲各天文機構的學者組成團隊正在進行一項「南洋杉計畫(Araucaria Project)」,設法解決各項會影響天體距離測定的因素。目前這群天文學家認為NGC 247的距離應該比先前認定的還近100萬光年,如此一來,這個星系距離地球應該只有比1,100萬光年還多一點而已。

  除了主要的NGC 247星系之外,這張影像還顯現出許多更遙遠的背景星系。其中,在右上角處有幾乎排成一線的3個螺旋星系最為明顯,在這3個螺旋星系背後,還能看到更多遙遠的星系,甚至透過NGC 247的盤面也能看到一些背景星系呢!

  這幅彩色影像事實上是由多幅藍、黃/綠和紅色濾鏡,再加上氫氣濾鏡的單色影像所合成。總曝光時間分別為20小時、19小時、25分鐘和35分鐘。

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