E+A星系：神秘的魔武家族?

中国科学院国家天文台

发布科研成果，普及天文知识8小时前

“E + A”的由来

在浩瀚的宇宙大家庭里，有一种神秘的星系家族，在这些家族里，占据主导地位的是活跃的年轻成员：A型星，而从家族logo上看，还拥有椭圆星系家族的血脉，因此，形成了E+A独特而罕见的双修家族。

图1. E+A 星系光谱与测光图像（图源：杨海峰和SDSS）

短暂的后星爆（post-starburst）阶段

在E+A家族的经脉中：1）拥有超强的Balmer吸收脉络，意味着A型成员的主导地位；没有Ha和[OII]发射脉络，OB型成员的缺席或没落，星爆或恒星形成意外停止；2）拥有强大的Mg吸收脉络，与K型成员的脉络非常相似，因此，也称之为“K+A”家族；而Mgb/Fe的比例关系显示，在该家族中a元素有增丰现象。

这些证据都显示他们处在星系家族演化的后星爆阶段，而E+A家族存在的时期只有1Gyr，相对于漫长的星系演化历史而言，非常短暂，简直可以说是昙花一现，因此，我们要从茫茫星海中捕捉E+A家族，极其困难。

图2. 年龄段与主导星族关系（图源：网络）

星爆起源

如何揭开E+A家族神秘的面纱？第一个要回答的问题就是星爆的起源。关于这个问题，江湖上流传着三个流派：

1）超级家族-星系团。该流派的代表是MORPHS，Dressler，Gunn等人，由于E+A家族最初是在星系团中发现，因此认为星爆的起源应来自星系团潮汐场或者星系团内部介质。但是2005年Goto等人对相对较多的E+A家族所处环境进行了调查，认为星爆与团环境或大尺度结构没有直接的关系；

图3. 星系团图例（图源：网络）

2）尘埃笼罩下的恒星形成。该流派的代表是Poggianti，Smail等人，受传统的星系演化理论影响，认为其恒星形成是由尘埃引起，而通过对红外、射电等波段的观测研究，发现E+A家族与尘埃星爆也没有直接关系；

3）家族并合或频密的交互活动。该流派的代表是Zabludoff等人，并合和相互作用是星系家族演化的主要助推力之一，并且过半数的E+A星系都存在伴星系，稠密环境中的E+A家族比较稀少，也说明可能是家族并合或频密交互活动所致。该流派目前影响力比较大，但真实的起源，仍需要我们进一步去探索。

星爆终止原因

E+A家族中终止恒星形成的原因，目前仍是个谜，需要更高空间分辨率的观测，由于强烈的星爆消耗了大量稠密的分子云，有效地抑制了恒星形成，而残余的中性氢最终可能推动恒星形成到更深的阶段，从这个角度来看，我们捕捉到的E+A家族可能正处在恒星形成循环中的不活跃阶段。

图4. 分子云图例（图源：网络）

我们如何找到他们

E+A家族非常稀少，针对性的捕捉比较困难，而近年来巡天项目的实施，给我们从茫茫星海中，挖掘该家族提供了重要的机会。如LAMOST是一架横卧南北方向的中星仪式反射施密特望远镜，坐落在河北省承德市兴隆县的兴隆观测基地上，LAMOST巡天目前已获取千万量级的光谱；SDSS开始于2000年，是最有影响力的巡天项目之一，旨在获取海量测光及光谱数据以研究宇宙大尺度结构、星系的形成与演化等天体物理学领域的重大前沿课题。

Goto于2005年给出了低分辨光谱上识别E+A家族的判据，并且利用SDSS发现了1194个E+A家族，杨海峰等人在此基础上，针对在LAMOST光谱上识别的判据进行了修正，补充了70个近邻家族，目前已知的E+A家族仍处在千级别。

图5. LAMOST和SDSS望远镜（图源：于海童、网络）

为了更深入了解E+A家族的秘史，我们不仅要从宏观上获取更多的样本，而且需要进行微结构、微轮廓的深度探索，这样我们就需要瞄准近邻星系不同的位置进行重复观测。

等等，重复观测？每次观测环境不一样，怎么比较？对不准咋办？

图6. IFU示意图（图源：网络）

一只眼睛连续看当然受不了了，我们可以排上眼睛阵列，同时对不同位置进行观测，IFU的设计可以对极近邻且面向我们的星系，进行全方位的观测，相当于对每个目标进行核磁CT扫描，这样对E+A家族的奇经八脉、精细结构的探索提供了更好的机会。

当然了，对于遥远的E+A家族……还要努力……

作者 · 简介

杨海峰，太原科技大学计算机科学与技术学院教授，主要从事大数据挖掘及应用、天文数据处理、光谱分析等研究工作。