由亞利桑那大學領導的一個天文學家小組利用對附近的橢圓星系半人馬座A的觀測，發現了數量空前的可能的球狀星團–由成千上萬顆恆星組成的古老而密集的星團，它們都是在同一時間形成的。
這項工作在理解這個星系的結構和宇宙學歷史方面取得了重大進展，並為一般星系的形成和宇宙中暗物質的分佈提供了新見解。
亞利桑那大學天文學系和Steward天文台的博士生Allison Hughes是一篇總結該研究結果的同行評審論文的第一作者，該論文於去年6月發表在《天體物理學雜誌》上。她周二在美國天文學會的新聞發布會上介紹了這項研究。雖然由於COVID-19大流行的問題，美國天文學會第239次會議的現場會議被取消，但新聞簡報是在Zoom上虛擬舉行的。
半人馬座A，也被稱為NGC 5128，是一個視覺上令人驚嘆的橢圓星系，其特點是中心的超大質量黑洞噴出的相對論射流，以及過去與半人馬座A軌道上的小星系碰撞和合併后留下的壯觀的散射星流。半人馬座A位於半人馬座，距離地球1300萬光年，由於距離太遠，天文學家無法觀測到單顆恆星，但是可以識別恆星群，並將其作為該星系動蕩演變的“化石證據”。
Hughes和她的同事們提出了一個新的目錄，其中包括半人馬座A中大約4萬個球狀星團“候選者”，並建議將後續觀測集中在最有可能成為真正球狀星團的1900個球狀星團上。研究人員對球狀星團“候選者”進行了調查，預計其半徑約為150 kiloparsecs，距離星系中心近50萬光年。這些數據結合了以下來源的觀測結果：半人馬座和玉夫座的全景成像調查，即PISCeS；歐洲航天局的空間觀測站Gaia；以及NOAO星源目錄，該目錄結合了來自兩個半球的望遠鏡的公開圖像，幾乎覆蓋了整個天空。
Hughes解釋說，半人馬座A由於其豐富的內容和離地球的距離，一直是銀河系外球狀星團研究的主要目標，但是大多數研究都集中在銀河系的內部40 kiloparsecs（約130,500光年），而銀河系的外圍基本上沒有被探索。根據這些“候選者”是真正的球狀星團的可能性進行排序，研究小組發現大約有1900個“候選者”極有可能被確認為真正的球狀星團，並且應該成為後續光譜確認的最優先事項。
“我們正在使用蓋亞衛星，它主要集中在我們自己的星系–銀河系內的調查，以一種新的方式，我們把它的觀測與地面上的望遠鏡聯繫起來，在這種情況下，智利的Magellan Clay望遠鏡和澳大利亞的英澳望遠鏡。”
Hughes說，半人馬座A的結構告訴天文學家，它經歷了與其他星系的幾次大合併，導致其球狀的外觀，其中有河流狀的區域，比周圍的區域有更多的恆星。半人馬座A是最接近橢圓星系的例子，它為天文學家提供了一個近距離研究一個與我們的星系非常不同的機會。銀河系以及它最近的“鄰居”仙女星系，都是螺旋星系。由於其熟悉的、像風車一樣的外觀，螺旋星系可能看起來像”典型”的星系，但事實證明，它們不太有序的橢圓“表親”在宇宙中的數量超過了它們。
Hughes表示：“半人馬座A可能看起來像一個奇怪的異類，但那只是因為我們可以足夠近地觀測到它的細節。更有可能的是，像銀河系這樣的橢圓星系和螺旋星系都比我們意識到的要混亂，只要我們看得比表面上更深一點。”
Hughes說，球狀星團可以作為很久以前發生的過程的證據。“例如，如果你看到這樣的球狀星團，它們都具有類似的金屬性（化學成分），並以類似的徑向速度移動，我們就知道它們一定來自同一個矮星系或一些類似的天體，它們與半人馬座A相撞，現在正在被同化的過程中。”
星團由星際介質中密集的氣體斑塊形成。幾乎每個星系都有球狀星團，包括銀河系，它擁有大約150個球狀星團，但是大多數恆星並沒有排列在這樣的團塊中。Hughes認為，通過研究球狀星團，天文學家可以收集到關於承載球狀星團的星系的線索，比如它的質量、它與附近星系的相互作用歷史，甚至內部暗物質的分佈。
Hughes說：“球狀星團很有趣，因為它們可以作為其他星系中結構和過程的追蹤器，而我們無法解決單個恆星的問題。它們保留着化學特徵，比如它們單個恆星的元素組成，所以它們告訴我們一些關於它們形成的環境的信息。”
Hughes解釋說，研究人員特別尋找遠離銀河系中心的球狀星團，因為半人馬座A的次級結構暗示了一個龐大的、未被發現的這類星團群體。以前的觀測在更中心的區域發現了不到600個球狀星團，但是銀河系的外圍區域在很大程度上仍未被發現。
Hughes說：“我們觀察了更遠的地方，已經發現了100多個新的星團，而且很可能還有更多，因為我們甚至還沒有完成數據處理。然後我們可以利用這些數據來重建該星系的結構和運動，也可以算出它的質量。由此，我們最終可以減去它所有的恆星，看看還剩下什麼–那看不見的質量一定是暗物質。”