圖一：星系互擾、碰撞，到合併的過程。
SDSS-IV MaNGA: Spatial Evolution of Gas-phase Metallicity Changes Induced by Galaxy Interactions
星系(galaxy) — 這些充滿恆星的宇宙島嶼 — 並不是孤獨地漂浮在宇宙中。它們常常彼此靠近、甚至發生壯觀的「星系碰撞」。雖然這些碰撞的過程可能持續數億年，但卻會深深地改變其中的星系結構與內部物質。在這項最新研究中，天文學家聚焦於星系的互擾及碰撞如何改變其中的「金屬含量」。在天文學中，「金屬」指的是比氫和氦更重的元素，例如氧、碳、鐵，這些元素是在恆星內部形成的，並在恆星死亡後飛散於宇宙之中。
研究團隊使用了一個名為MaNGA計畫的大型天文巡天觀測資料庫，該計畫詳細觀測了數百個鄰近星系。他們發現，當星系開始彼此靠近、互相影響時，會有金屬含量較低的氣體被拉進星系中心，使得中心區域的金屬豐度(gas-phase metallicity)下降。但在碰撞的中期，大量的新恆星會被誘發形成，金屬會在這些新恆星的內部形成，而當這些新恆星進入其演化後期時，這些金屬又被釋放的星系內部，使星系的金屬豐度重新上升，並在星系內部產生複雜的金屬豐度的空間分佈。
有趣的是，研究結果顯示，這些變化並不總是如電腦模擬所預測的那樣簡單。例如，有些星系互擾及碰撞會使金屬豐度迅速上升，但有些卻沒有。這表示星系碰撞的過程比過去認為的更加多樣。透過將互擾中的星系與孤立星系進行量化的比較，這項研究幫助我們了解星系如何在互擾及碰撞中產生新恆星、混合氣體、改變金屬豐度，並重新塑造星系的物理特性。換言之，這項研究讓我們對宇宙中這些「混亂但具有創造性的過程」有了更深入的理解。
全文：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adbbd2
Hsi-An Pan (潘璽安) , Lihwai Lin, Sebastián F. Sánchez, Jorge K. Barrera-Ballesteros, and Bau-Ching Hsieh
The Astrophysical Journal (天文物理期刊), Volume 982, Number 2, April (2025)