“當你凝視深淵時(shí)，深淵也在凝視你。”宇宙對我們人類(lèi)來(lái)說(shuō)，就是一個(gè)未知的深淵。近日，美國宇航局發(fā)布了一張令人嘆為觀(guān)止的星系圖片，這個(gè)星系外層是一個(gè)完美的環(huán)形，內層是一個(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，當天文學(xué)家阿瑟·霍格(Arthur Hoag)偶然發(fā)現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。它的外圍是由明亮的藍色恒星組成的環(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(lèi)似的天體已被識別出，并被歸類(lèi)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。

　　對無(wú)線(xiàn)電波的觀(guān)測表明，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。在右側可以看到許多遙遠的星系，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?

　　我們通常認為星系分為兩種主要的形態(tài)類(lèi)型，即螺旋形和橢圓形。螺旋星系有螺旋狀的臂，圍繞著(zhù)一個(gè)中心核，全部嵌入一個(gè)包含恒星、球狀星團和暗物質(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性更高。當然，并非所有的星系都適合這些類(lèi)別，并且有時(shí)被分類(lèi)為透鏡狀(介于螺旋形和橢圓形之間的中間類(lèi)型)，奇異的(表示某些不同尋常性質(zhì)的類(lèi)型)或僅僅是不規則的。

　　奇特的星系通常是最有趣的，當然也是最獨特的。它們通常來(lái)自?xún)蓚€(gè)星系之間的相互作用，如星系合并。這種交互的結果取決于所涉及的每個(gè)星系的結構和屬性，因此每次交互都會(huì )導致一些新的和意想不到的結果。

　　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?chē)h(huán)繞著(zhù)一圈氣體和塵埃，在那里，年輕的藍色恒星正在形成。

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

　　當阿瑟·霍格 1950 年發(fā)現這個(gè)星系時(shí)，將其描述成一個(gè)“完美球形”的行星狀星云，幾乎完美的對稱(chēng)性非常令人驚訝。然而，根據對其大小和位置的分析，霍格認為它不是星云。他提出了一些假設：

　　這是引力透鏡的一個(gè)例子，它將需要相當大的天體。

　　這是儀器的光學(xué)效應。

　　這是一種新型的 pathological 星系。

　　霍格認為，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(guān)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鏡觀(guān)察。他們的觀(guān)測結果表明，環(huán)和核具有相同的徑向速度和距離，這意味著(zhù)它們相互關(guān)聯(lián)。此外，他們還發(fā)現兩個(gè)結構的旋轉方向相同，這是另一個(gè)關(guān)鍵連接。

　　這些數據似乎排除了碰撞假說(shuō)。反復觀(guān)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(huà)說(shuō)，核和環(huán)是兩個(gè)獨立星系的殘余物，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定性破壞了內部結構。但是，Schweizer 等人認為除非有其他的原因，這種假說(shuō)是不太可能的，因為對象的中心是球狀的，而棒旋星系的核心是圓盤(pán)狀的。他們還得出結論，在此期間，核心不太可能從圓盤(pán)形演變?yōu)闄E球形。

　　Schweizer 等人提出了一個(gè)新穎的假設，即霍格天體在被他們稱(chēng)為“重大吸積事件”之后演變?yōu)楫斍盃顟B(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)量轉移到霍格天體上。吸積最有可能導致一個(gè)環(huán)的形成，而不是其他形狀。由于沒(méi)有其他結構性殘留物，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。目前的大多數假設認為，破壞性事件發(fā)生在過(guò)去的 20-30 億年。通過(guò)對星團和環(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(guān)察會(huì )得到更多的假說(shuō)。
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