借助美国宇航局（NASA）和欧洲空间局（ESA）合作的哈勃太空望远镜，天文学家精确探查了巨椭圆星系半人马A的极外晕区域。星系的外晕主要由稀疏的恒星和气体组成，延伸到远超预期的极荒僻处，而且令人惊讶的是那些恒星竟然富含重元素。这是椭圆星系的超外围边疆，此前从未曾仔细探索过。
本图由美国宇航局（NASA）和欧洲空间局（ESA）合作的哈勃太空望远镜的高级巡天相机（ACS）拍摄，并组合了第一代数字巡天（DSS）项目和ESO的2.2米望远镜上广域成像仪（WFI）的多波段图像，配色如下：DSS，红绿蓝自然配色。WFI，456nm的蓝光，蓝；502nm的电离氧[OⅢ]线，蓝；540nm的黄绿光，绿；652nm的红光，橙；659nm的H-α线，红；ACS，606nm的橙光，青；814nm的近红外光，红。
星系比我们一眼看去的大得多：在明亮的核球、漂亮的旋臂和椭球状星系盘外面，是暗淡的由恒星延伸扩展而成的星系晕。
这个广阔的星系晕是星系的重要组成部分。比如银河系的晕，就保存着它形成和演化的鲜明特征。迄今为止，除了银晕以外，我们对星系晕知之甚少，因为星系晕大而弥散，探测它们非常困难。因此，天文学家到现在只探测过极少的星系晕。
现在借助NASA和ESA合作的、位于太空的独一无二的哈勃望远镜，以及安装在哈勃上高灵敏的先进巡天相机（ACS）和第三代广域相机（WFC3），天文学家团队成功探查了相当遥远的著名巨椭圆星系半人马A的晕（编号NGC 5128，注1）。他们发现，星系晕延伸距离远超想象，而组成的恒星也出人意料。
研究报告首席作者、德国加尔兴市欧洲南方天文台（ESO）总部的Marina Rejkuba解释说：“跟踪这个非凡的星系晕，让我们得以洞悉星系的形成、演化和组成。我们发现，在一个方向的恒星散布得更广，使得整个晕变成不对称的。这点出乎意料。”
PDF插图，各个观测点的恒星的赫罗图组合。
沿着星系的长轴方向，天文学家一直探查到25倍星系半径的远处——相当于45万光年宽；而在星系的短轴方向，他们探查了29.5万光年的距离，相当于16倍NGC 5128的“有效半径”（注2）。该距离很大，相比之下，我们银河系的主要可视区域大约长12万光年。事实上，团队探查的星系晕范围在天空中延展达4°——相当于8个满月的宽度。
除了星系晕呈现出乎意料的不对称以外，其中恒星的重元素含量也令人惊讶——就是组成恒星的气体中，比氢和氦更重的各种元素的比例。在银河系以及近邻星系的晕中，组成恒星通常重元素含量很低（晕族恒星一般都很年老，译注），但NGC 5128的晕中恒星却富含重元素，即使在最外部也是如此。
报告合作者、意大利国立天体物理研究院（INAF）的Laura Greggio继续说：“即使在离星系中心如此遥远的距离上，我们仍旧未抵达半人马A的边疆；我们貌似也没发现非常古老的星族。恒星的年龄非常重要。由大质量恒星制造的重元素，现在已广泛分布在星系的群星中。即使它们早已死亡非常久了，同一时代诞生的、迄今仍旧存活的小质量恒星还能告诉我们许多的细节。”
像银河系这样的巨型旋涡星系，其晕的重元素含量很低，通常认为它们主要来自星系本身的形成和演化阶段，缓慢地合并了不少矮星系所带来的恒星。而半人马A在如此遥远的外晕区域仍旧发现富含重元素的恒星，估计它是与一个大型旋涡星系发生合并所致（该点有明显的观测证据，译注）。该事件将导致恒星从旋涡星系的星系盘中散逸，并成为NGC 5128星系晕的一部分。
PDF插图，各个观测点的恒星的赫罗图组合。
Rejkuba总结道：“测量像半人马A这样巨椭圆星系中单个恒星的重元素含量，是哈勃望远镜的独特本领，我们无法借助其他的空间望远镜，当然更不能指望地面望远镜了。这些观测对我们了解周围宇宙中的星系至关重要。”
团队研究报告已经在《天体物理学》期刊的官网上发表了在线版本，并将刊登在2014.8.10出版的纸面版本上。
附注
1、由于离地球非常近（约1100万光年，比M87的6500万光年近得多，译注），半人马A在夜空中非常显著，并因其独特而美丽的外形而广为人知（别指望肉眼能看到，译注）。
2、此处所谓的星系有效半径，是指星系晕的光能够在普通的光学巡天图像中被看到。天文学家常常使用有效半径来替代星系的完全半径，因为星系在外围逐渐变暗，真实边界是不确定的。
译注：本文的相关链接 http://www.astron.ac.cn/bencandy-3-5176-1.htm，从中我们能看到半人马A中心尘埃带的细节，以及在光学波段以外整个星系的图像，包括其极其长的喷流（在题图的大图中也能看到）。
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