來自美國宇航局哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新數(shù)據(jù)令人驚訝，這表明草帽星系盤的光滑，穩(wěn)定的“邊緣”可能掩蓋了動蕩的過去。哈勃望遠(yuǎn)鏡的敏銳度和靈敏度解析了闊邊帽廣闊而延伸的暈圈中成千上萬顆單獨(dú)的恒星，該暈圈超出了銀河系中央部分的區(qū)域，通常由較老的恒星組成。這些對闊邊帽的最新觀測正在顛覆傳統(tǒng)理論，顯示出光環(huán)中只有一小部分較舊的，金屬貧乏的恒星，以及通常僅在星系盤和中央發(fā)現(xiàn)的意想不到的大量富金屬恒星凸。過去的大型星系合并是一個可能的解釋，盡管莊嚴(yán)的闊邊帽沒有顯示最近大規(guī)模星系合并的任何混亂證據(jù)。

馬里蘭州巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所(STScI)的保羅·古德弗魯伊(Paul Goudfrooij)說：“草帽星系一直都是一個奇怪的星系，這使它如此有趣。”“哈勃的金屬度測量(即恒星中大量的重元素)再次表明，草帽星有很多關(guān)于銀河系組裝和演化的知識。”

STScI的共同研究人員羅杰·科恩(Roger Cohen)補(bǔ)充說：“哈勃對闊邊帽光環(huán)的觀察正在改變我們對星系構(gòu)成和金屬性的普遍接受的理解。”

長久以來，草帽星系(M104)一直是天文學(xué)家和業(yè)余天空觀察者的最愛，其寬闊的星系(M104)現(xiàn)在在其奇怪的故事中有了新的篇章—富含金屬的恒星的光暈擴(kuò)大了，幾乎沒有預(yù)期的金屬跡象在其他星系的光環(huán)中觀察到的較差的恒星。研究人員對哈勃望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)感到困惑，他們轉(zhuǎn)向了復(fù)雜的計算機(jī)模型，以為解釋傳統(tǒng)銀河理論令人困惑的解釋提供解釋。這些結(jié)果表明，盡管闊布雷羅雄偉的結(jié)構(gòu)沒有最近破壞的跡象，但在銀河系過去進(jìn)行大規(guī)模合并的可能性同樣令人驚訝。不尋常的發(fā)現(xiàn)和可能的解釋發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

古德弗魯伊說：“缺少金屬貧乏的恒星是一個很大的驚喜，而豐富的金屬富裕的恒星只會使這個謎團(tuán)更加神秘。”

與在銀河系主盤中擁擠的恒星城市相比，天文學(xué)家期望在銀河系的光環(huán)中找到更早的恒星，這種恒星的重元素較少，稱為金屬。元素是通過恒星的“生命周期”過程產(chǎn)生的，并且星系中有恒星經(jīng)過此周期的時間越長，氣體中的元素越豐富，由該氣體形成的恒星的金屬化程度就越高。這些年輕的，高金屬化恒星通常出現(xiàn)在星系的主圓盤中，那里的恒星群密度更高-傳統(tǒng)觀點(diǎn)也是如此。

使事實(shí)復(fù)雜化的是，存在許多古老的，金屬貧乏的球狀星團(tuán)。預(yù)計這些較老的，金屬貧乏的恒星最終會移出它們的星團(tuán)，并成為普通恒星暈的一部分，但該過程似乎在闊布雷星系中效率不高。研究小組將他們的結(jié)果與最近的計算機(jī)模擬進(jìn)行了比較，以了解銀河系暈圈中這種意外的金屬度測量的起源。

結(jié)果也超出了預(yù)期，表明數(shù)十億年前未受干擾的草帽發(fā)生了重大的增產(chǎn)或合并事件。與我們的銀河系不同，銀河系被認(rèn)為吞噬了數(shù)十億年的所謂“次要”附屬物中的許多小型衛(wèi)星星系，而主要的附屬物是兩個或兩個以上類似的大型星系合并而成，它們富含后代，更高金屬的恒星。

衛(wèi)星星系僅包含低金屬性恒星，這些恒星主要來自大爆炸中的氫和氦。較重的元素必須通過核合成在恒星內(nèi)部進(jìn)行烹飪，并結(jié)合到后代恒星中。這個過程在矮星系(如銀河系周圍的星系)中無效，而在更大，更進(jìn)化的星系中則更為有效。

Sombrero的結(jié)果令人驚訝，因?yàn)槠涔饣谋P片未顯示任何破壞跡象。相比之下，眾多相互作用的星系，例如標(biāo)志性的天線星系，由于其相互作用的潮汐力而從其螺旋臂變形的外觀中得名。相似質(zhì)量的星系的合并通常會合并為具有擴(kuò)展光暈的大型，光滑的橢圓形星系，此過程需要數(shù)十億年的時間。但是，寬草帽從未完全符合螺旋星系或橢圓星系的傳統(tǒng)定義。它介于兩者之間–混合。

對于這個特定項(xiàng)目，團(tuán)隊選擇Sombrero主要是因?yàn)槠洫?dú)特的形態(tài)。他們想找出隨著時間的流逝，這種“混合”星系是如何形成和組裝的。暈球金屬性分布的后續(xù)研究將使用距離闊邊帽類似的幾個星系進(jìn)行。

研究團(tuán)隊期待未來的觀測站繼續(xù)對Sombrero的意外特性進(jìn)行調(diào)查。寬視場紅外勘測望遠(yuǎn)鏡(WFIRST)的視野是哈勃望遠(yuǎn)鏡的100倍，將能夠捕獲星系暈的連續(xù)圖像，同時還能在紅外光中拾取更多的恒星。詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡也將因其類似哈勃的分辨率和更深的紅外靈敏度而非常有價值。