由亚利桑那大学领导的一个天文学家小组利用对附近的椭圆星系半人马座A的观测，发现了数量空前的可能的球状星团--由成千上万颗恒星组成的古老而密集的星团，它们都是在同一时间形成的。
这项工作在理解这个星系的结构和宇宙学历史方面取得了重大进展，并为一般星系的形成和宇宙中暗物质的分布提供了新见解。
亚利桑那大学天文学系和Steward天文台的博士生Allison Hughes是一篇总结该研究结果的同行评审论文的第一作者，该论文于去年6月发表在《天体物理学杂志》上。她周二在美国天文学会的新闻发布会上介绍了这项研究。虽然由于COVID-19大流行的问题，美国天文学会第239次会议的现场会议被取消，但新闻简报是在Zoom上虚拟举行的。
半人马座A，也被称为NGC 5128，是一个视觉上令人惊叹的椭圆星系，其特点是中心的超大质量黑洞喷出的相对论射流，以及过去与半人马座A轨道上的小星系碰撞和合并后留下的壮观的散射星流。半人马座A位于半人马座，距离地球1300万光年，由于距离太远，天文学家无法观测到单颗恒星，但是可以识别恒星群，并将其作为该星系动荡演变的“化石证据”。
Hughes和她的同事们提出了一个新的目录，其中包括半人马座A中大约4万个球状星团“候选者”，并建议将后续观测集中在最有可能成为真正球状星团的1900个球状星团上。研究人员对球状星团“候选者”进行了调查，预计其半径约为150 kiloparsecs，距离星系中心近50万光年。这些数据结合了以下来源的观测结果：半人马座和玉夫座的全景成像调查，即PISCeS；欧洲航天局的空间观测站Gaia；以及NOAO星源目录，该目录结合了来自两个半球的望远镜的公开图像，几乎覆盖了整个天空。
Hughes解释说，半人马座A由于其丰富的内容和离地球的距离，一直是银河系外球状星团研究的主要目标，但是大多数研究都集中在银河系的内部40 kiloparsecs（约130,500光年），而银河系的外围基本上没有被探索。根据这些“候选者”是真正的球状星团的可能性进行排序，研究小组发现大约有1900个“候选者”极有可能被确认为真正的球状星团，并且应该成为后续光谱确认的最优先事项。
“我们正在使用盖亚卫星，它主要集中在我们自己的星系--银河系内的调查，以一种新的方式，我们把它的观测与地面上的望远镜联系起来，在这种情况下，智利的Magellan Clay望远镜和澳大利亚的英澳望远镜。”
Hughes说，半人马座A的结构告诉天文学家，它经历了与其他星系的几次大合并，导致其球状的外观，其中有河流状的区域，比周围的区域有更多的恒星。半人马座A是最接近椭圆星系的例子，它为天文学家提供了一个近距离研究一个与我们的星系非常不同的机会。银河系以及它最近的“邻居”仙女星系，都是螺旋星系。由于其熟悉的、像风车一样的外观，螺旋星系可能看起来像"典型"的星系，但事实证明，它们不太有序的椭圆“表亲”在宇宙中的数量超过了它们。
Hughes表示：“半人马座A可能看起来像一个奇怪的异类，但那只是因为我们可以足够近地观测到它的细节。更有可能的是，像银河系这样的椭圆星系和螺旋星系都比我们意识到的要混乱，只要我们看得比表面上更深一点。”
Hughes说，球状星团可以作为很久以前发生的过程的证据。“例如，如果你看到这样的球状星团，它们都具有类似的金属性（化学成分），并以类似的径向速度移动，我们就知道它们一定来自同一个矮星系或一些类似的天体，它们与半人马座A相撞，现在正在被同化的过程中。”
星团由星际介质中密集的气体斑块形成。几乎每个星系都有球状星团，包括银河系，它拥有大约150个球状星团，但是大多数恒星并没有排列在这样的团块中。Hughes认为，通过研究球状星团，天文学家可以收集到关于承载球状星团的星系的线索，比如它的质量、它与附近星系的相互作用历史，甚至内部暗物质的分布。
Hughes说：“球状星团很有趣，因为它们可以作为其他星系中结构和过程的追踪器，而我们无法解决单个恒星的问题。它们保留着化学特征，比如它们单个恒星的元素组成，所以它们告诉我们一些关于它们形成的环境的信息。”
Hughes解释说，研究人员特别寻找远离银河系中心的球状星团，因为半人马座A的次级结构暗示了一个庞大的、未被发现的这类星团群体。以前的观测在更中心的区域发现了不到600个球状星团，但是银河系的外围区域在很大程度上仍未被发现。
Hughes说：“我们观察了更远的地方，已经发现了100多个新的星团，而且很可能还有更多，因为我们甚至还没有完成数据处理。然后我们可以利用这些数据来重建该星系的结构和运动，也可以算出它的质量。由此，我们最终可以减去它所有的恒星，看看还剩下什么--那看不见的质量一定是暗物质。”