“當(dāng)你凝視深淵時(shí)，深淵也在凝視你。”宇宙對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)，就是一個(gè)未知的深淵。近日，美國(guó)宇航局發(fā)布了一張令人嘆為觀止的星系圖片，這個(gè)星系外層是一個(gè)完美的環(huán)形，內(nèi)層是一個(gè)發(fā)光的圓，合在一起組成了一個(gè)“漩渦”，分分鐘要把我們吸進(jìn)去。

　　伴隨這張圖片的還有一個(gè)問(wèn)題：這是一個(gè)還是兩個(gè)星系?

　　1950 年，當(dāng)天文學(xué)家阿瑟·霍格(Arthur Hoag)偶然發(fā)現(xiàn)這顆不尋常的銀河系外天體時(shí)，這個(gè)問(wèn)題開(kāi)始浮現(xiàn)。它的外圍是由明亮的藍(lán)色恒星組成的環(huán)狀物，而中心處的圓球則主要是由許多可能較老的紅色恒星構(gòu)成。介于兩者之間的是一道幾乎完全黑暗的裂縫。雖然這些類似的天體已被識(shí)別出，并被歸類為環(huán)狀星系，但是“霍格天體”是如何形成的，目前仍是個(gè)謎。

　　這張圖的原始影像由哈勃太空望遠(yuǎn)鏡拍攝，最近使用了新的人工智能去噪算法進(jìn)行了再處理。

　　對(duì)無(wú)線電波的觀測(cè)表明，霍格天體在過(guò)去的十億年中并沒(méi)有吞噬一個(gè)更小的星系?；舾裉祗w跨度約 10 萬(wàn)光年，位于巨蛇座方向，距離地球約 6 億光年。在右側(cè)可以看到許多遙遠(yuǎn)的星系，而巧合的是在裂縫中的七點(diǎn)鐘方向還可以看到另一個(gè)更遙遠(yuǎn)的環(huán)狀星系。

　　一、未解之謎：霍格天體是如何形成的?

　　我們通常認(rèn)為星系分為兩種主要的形態(tài)類型，即螺旋形和橢圓形。螺旋星系有螺旋狀的臂，圍繞著一個(gè)中心核，全部嵌入一個(gè)包含恒星、球狀星團(tuán)和暗物質(zhì)的暈圈中。橢圓形星系呈橢圓形，從各個(gè)角度看起來(lái)都是橢圓形。橢圓形中的恒星軌道隨機(jī)性更高。當(dāng)然，并非所有的星系都適合這些類別，并且有時(shí)被分類為透鏡狀(介于螺旋形和橢圓形之間的中間類型)，奇異的(表示某些不同尋常性質(zhì)的類型)或僅僅是不規(guī)則的。

　　奇特的星系通常是最有趣的，當(dāng)然也是最獨(dú)特的。它們通常來(lái)自兩個(gè)星系之間的相互作用，如星系合并。這種交互的結(jié)果取決于所涉及的每個(gè)星系的結(jié)構(gòu)和屬性，因此每次交互都會(huì)導(dǎo)致一些新的和意想不到的結(jié)果。

　　霍格天體就是這些奇特的星系之一。它是一個(gè)環(huán)形星系，由一個(gè)明亮的中心核心組成，周圍環(huán)繞著一圈氣體和塵埃，在那里，年輕的藍(lán)色恒星正在形成。

　　還有其他的環(huán)狀星系，最著名的可能是車輪(Cartwheel)星系，當(dāng)另一個(gè)更小的星系與它發(fā)生碰撞時(shí)，它演變成了現(xiàn)在的狀態(tài)。這可能是大多數(shù)環(huán)形星系的形成方式。然而，幾十年來(lái)的觀察似乎已經(jīng)排除了霍格天體也是這樣形成的可能性。

　　當(dāng)阿瑟·霍格 1950 年發(fā)現(xiàn)這個(gè)星系時(shí)，將其描述成一個(gè)“完美球形”的行星狀星云，幾乎完美的對(duì)稱性非常令人驚訝。然而，根據(jù)對(duì)其大小和位置的分析，霍格認(rèn)為它不是星云。他提出了一些假設(shè)：

　　這是引力透鏡的一個(gè)例子，它將需要相當(dāng)大的天體。

　　這是儀器的光學(xué)效應(yīng)。

　　這是一種新型的 pathological 星系。

　　霍格認(rèn)為，在這些問(wèn)題中，銀河系的解決方案是最有可能的。其他研究小組的進(jìn)一步觀察支持了這一理論。然而，一個(gè)重要的問(wèn)題仍然存在：霍格天體是如何形成的?

　　吸積假說(shuō)(accretion hypothesis)

　　1987 年，Schweizer 等人試圖解答這個(gè)問(wèn)題，他們使用了兩架望遠(yuǎn)鏡觀察。他們的觀測(cè)結(jié)果表明，環(huán)和核具有相同的徑向速度和距離，這意味著它們相互關(guān)聯(lián)。此外，他們還發(fā)現(xiàn)兩個(gè)結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)方向相同，這是另一個(gè)關(guān)鍵連接。

　　這些數(shù)據(jù)似乎排除了碰撞假說(shuō)。反復(fù)觀察表明，附近沒(méi)有其他星系可能引起這種環(huán)的形成。作者指出，唯一的可能性是核本身，換句話說(shuō)，核和環(huán)是兩個(gè)獨(dú)立星系的殘余物，但是幾乎相同的徑向速度讓這不可能。

　　此前，Brosch 在 1985 年提出的一個(gè)不同的假說(shuō)，即銀河系最初是一個(gè)棒旋星系，幾十億年前棒旋星系的不穩(wěn)定性破壞了內(nèi)部結(jié)構(gòu)。但是，Schweizer 等人認(rèn)為除非有其他的原因，這種假說(shuō)是不太可能的，因?yàn)閷?duì)象的中心是球狀的，而棒旋星系的核心是圓盤狀的。他們還得出結(jié)論，在此期間，核心不太可能從圓盤形演變?yōu)闄E球形。

　　Schweizer 等人提出了一個(gè)新穎的假設(shè)，即霍格天體在被他們稱為“重大吸積事件”之后演變?yōu)楫?dāng)前狀態(tài)。本質(zhì)上，與另一個(gè)星系的相互作用(盡管不是合并或碰撞)可能會(huì)將大量質(zhì)量轉(zhuǎn)移到霍格天體上。吸積最有可能導(dǎo)致一個(gè)環(huán)的形成，而不是其他形狀。由于沒(méi)有其他結(jié)構(gòu)性殘留物，例如潮汐尾(tidal tail)，使得該事件的發(fā)生時(shí)間至少在過(guò)去 20-30 億年。

　　當(dāng)前懸而未決的問(wèn)題

　　雖然我們有大量的環(huán)狀星系，但霍格天體仍然與眾不同。一個(gè)無(wú)法解釋的特性是它的極端圓度。核心可能是球狀的(甚至不是橢圓形的)，環(huán)本身是非常圓的。這非常奇怪，而且是在大多數(shù)其他環(huán)星系中看不到的。這一完美形狀可能與霍格天體的形成有關(guān)。

　　另一個(gè)未解決的問(wèn)題是星系的年齡。目前的大多數(shù)假設(shè)認(rèn)為，破壞性事件發(fā)生在過(guò)去的 20-30 億年。通過(guò)對(duì)星團(tuán)和環(huán)中氣體的分析，可以讓我們更好地了解年齡嗎?它們會(huì)證實(shí)吸積假說(shuō)嗎?這是可能的，盡管也有可能更多的觀察會(huì)得到更多的假說(shuō)。
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