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天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论( 二 )


这一点非常重要 ， 因为我们认为我们已经明白了为何球状星团的金属含量不能比以往的发现记录更低 。 现在我们的理论必须要重新修正了 ，要试图去解释这个金属含量更低的球状星团是如何形成的 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
在研究RBC EXT8中用到的光谱（把观测到的星光分成各种颜色） ， 用以理解其较低的镁含量 ， 并与另一个球状星团Messier15做对比 。 其中蓝色表示RBC EXT8 ， 黄色表示Messier15 ， 较粗的黑色实线表示对于RBC EXT8的最优模型拟合 ， 黑色虚线表示Messier15的最优模型拟合 。
当天文学家用高分辨率光栅光谱仪（HIRES）观察这个球状星团的时候 ， 又发现了一件令人惊讶地事情 ， 他们并没有发现本该发现的铁和镁之间的平衡 。 大部分的alpha元素（硅 ， 钙 ， 钛）的含量比太阳少400倍 ， 在对其他球状星团的观测基础上 ， 这一点并不意外 。 但关于另一个alpha元素 ， 镁 ， 则是非常意外 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
在这个星系团中 ， 镁的含量比铁更低 ， 比太阳的镁含量低1600倍 。 这一点令人困惑 ， 因为包含镁在内的alpha元素 ， 在星团中通常比铁的含量要高 。 科学家并不理解镁元素的这种奇怪的现象 。
从天文学家的研究可知 ， 这次奇怪的经验引起了他们对贫金属球状星团RBC EXT8的注意 ， 开始于2019年10月中某一次通过Keck望远镜额外观测的一小时 ， 科学家国际联合组—由来自加州圣克鲁兹大学的Larsen通过Skype在芬兰远程操作—原计划观察球状星团附近的一些星系 。 Larsen说本来是在等待天体进入观察范围并试图抓住机会扑捉影像 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
暮色降临 ， 在主要目标从地平线升起之前我们必须得等待大概一个小时 。 这一小时之中我们寻找另一个目标 ， 决定去看看Andromeda galaxy（仙女座星系）的RBC EXT8星团 。 原先我们并不期待这个星团中有任何让我们惊喜的东西 。 我们选择它仅仅是因为在此时此地它可被观测 ， 它也是Andromeda galaxy（仙女座）星系里最亮的星团之一 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
加州大学天文台的天文学家Aaron Romanowsky和圣何塞州立大学是RBC EXT8的合著者 。 图源自圣何塞州立大学
加州大学天文台的天文学家AaronRomanowsky和圣何塞州立大学是RBCEXT8的合著者 。 他说RBCEXT8的发现提醒科学家们永远不要忽视显而易见的东西 ， 因为很可能就会包含着改变科学的惊喜 。 他说：
我很惊讶这个显而易见的星团就在我们眼皮子底下 ， 它是仙女座星系最亮的星团 ， 而后者已经闻名数十年 ， 然而还没有人仔细地观察过 。 这表示这个宇宙还有很多惊喜等着我们去发现 。 同样也提醒我们去重新检视我们的假设 ， 以防我们假设的已经观察足够的星团忽然发现是那么的知之甚少 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
欧洲南部天文台命名该图像为“阳光条形码” 。 这是一条非常长的太阳光谱 ， 这里截出了上面的一些小块来演示 。 图源：NOAO/ AURA/ NSF/ ESO
Keck望远镜上的HIRES分光仪分离出来RBCEXT8的光谱的组成是一条彩虹 ， 和一条吸收线—深色区域—基本揭示了该星团中的有多少恒星的光被吸收进了大气 。 Larsen说到：
每一个原子都有它自己的排列组合 ， 有一种名为“指纹”的组合 ， 用以测量有多少光被吸收进深色区域 ， 还有多少铁、镁等元素现存于恒星之中 。
天文|意外发现：天文学家重新思考贫金属球状星团理论
尽管揭示出了真相 ， 目前的研究仍有许多问题等待着科学家们的解答 ， 但是Larsen和科学小组认为他们可以应对挑战 。 Larsen解释到：
这个发现之所以重要是因为它给了我们一个方法 ， 可用以查证星系构成与大量金属相关的理论 。
总结：到目前为止最大贫金属球状星团的发现已经让科学家们重新思考星系与球状星团的构成 。
作者：Amy Oliver
FY：Astronomical volunteer team
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