簡介
星暴星系中文名星暴星系
外文名StarburstGalaxies
別稱星爆星系
類型星系
分類藍緻密星系等
代表星系大熊座M82星系
星暴星系（Starburst Galaxies）是一個星系中有巨大的恆星形成的暴發區，它的特徵是紅外光度明顯高於光學光度，普通的星系比如銀河系也形成恆星，但是形成的速度很慢，而在星暴星系中，恆星的形成是非常劇烈的。如果星暴星系能夠保持穩定，它內部形成新恆星的宇宙氣體消耗的速度非常快，著名的星暴星系有大熊座的M82星系，星暴星系以迅猛的速度產生新星，同時又以迅猛的勢頭引起超新星爆發。
定義
星暴星系有幾種不同的定義存在，但是沒有一個是嚴謹到足以讓所有的天文學家都能接受。然而，許多學者都同意定義必須與下面這三個要件有所關聯：1、星系將氣體轉化成恆星的速率（恆星形成率，SFR）。
2、可以用於形成恆星的氣體數量。
3、是以星系的年齡或自轉周期做為比較的時標。
常用的定義包括：
現行的SFR與持續的恆星形成，將在遠短於宇宙年齡（哈柏時間）的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體，這有時是指"真實"的星暴。
現行的SFR與持續的恆星形成，將在遠短於星系動力生命期（或是碟狀星系的一個自轉周期）的時間內耗盡可用於形成恆星的氣體。
現行的SFR，經過歸算之後遠大於整體一致平均的SFR。這個比率會參考到恆星的出生率參數。
形成原因
星暴星系在星暴的內部是一種極端的環境。大量的氣體聚集意味著大質量恆星的形成，年輕、炙熱的恆星造成氣體的游離（許多環繞著恆星的氫將形成電離氫區。炙熱的恆星組成的集團稱為OB星協，這些恆星的燃燒非常快也非常明亮，並且很就會發展成為超新星，爆炸然後進入恆星生命的終點。
在超新星爆炸之後，拋射出的物質膨脹並形成超新星殘骸。這些殘骸與周圍星爆（星際介質）的環境互動，可以成為天然的邁射。
研究鄰近的星暴星系能夠協助我們推斷星系形成與發展的歷史。有許多非常遙遠的星系看起來都像是星暴星系，例如在哈柏深空有許多都是星暴星系，但是因為太遙遠而無法做任何詳細的研究。研究附近的例子和探索他們的特徵，而當我們看見這些來自遙遠的星光，是來自更加年輕的宇宙，可能可以讓我們推想出宇宙早期發生的事情（參見紅移）。很不幸的，在我們鄰近的宇宙中星暴星系似乎非常罕見，而距離越遠越為普通－表示他們多數都出現在數十億年前。所有的星系都比現在要接近，因此彼此之間的重力也比較能相互影響。在膨脹的宇宙中演變與發展的星系，越頻繁的遭遇越能造成更多星系的星暴。
能量
一顆孕育恆星的星系中存在著不同尋常的“超級風”外流氣體，速度可達數千公里每秒。
據美國太空網報導，日前，天文學家最新觀測發現一顆孕育恆星
的星系中存在著不同尋常的“超級風”外流氣體，其速度可達到數千公里每秒。
這個星暴星系叫做“NGC4666”，距離地球0.8億光年，是恆星孕育誕生的溫床。由於NGC4666星系和鄰近星系的引力互動作用，促使NGC4666星系內大量孕育恆星。在圖示左下側可看到處於發育階段的新恆星。
歐洲南方天文台的天文學家觀測該圖像後指出，NGC4666星系內超大質量恆星的強風流結合超新星爆炸，形成一股強烈的氣流，被稱為“超級風”，從星系內部釋放至太空中。
美國密西根州大學天文學家喬根-迪特里希(JorgDietrich)說：“超級風起源於NGC4666星系明亮的中部區域，並延伸至數萬光年。這種宇宙風的風速可達到數千公里每秒。直接觀測超級風變得非常困難，但這種超級風可使氣體變得濃密，並使氣體降溫，這將便於進行觀測。”
這些宇宙氣體非常熾熱，並主要噴射X射線形式的放射線，在可見光下無法直接觀測。目前，智利拉西拉天文觀測台MPG/ESO2.2米直徑望遠鏡的廣域成像儀拍攝到NGC4666的最新圖像，並揭示了超級風的存在。
觸發機制
基本上要引發星暴，必須要在很小的體積內集中大量低溫的氣體。雖然確實的機制還未能充分的了解，但這樣的集中和擾動被強烈的懷疑只能在大範圍的，整個星系合併的狀態下才能發生。長久以來的巡天觀測顯示，有碟狀的星暴星系通常都是成對的互動作用或合併的星系，它也顯示即使在目前沒有實際合併的星系之間的互動作用，也會觸發不穩定的轉動模式，像是不穩定的短棒，會造成氣體向核心匯集，在接近星系核心的部份引起星爆。
星暴星系形式
因為星暴星系本身已經是一種特殊的星系，因此要具體的區分出星暴的類型是很不容易的。星暴可以發生在碟狀星系，和不規則星系中經常出現和散布在不規則星系內的節點。然而，還是有幾種不同類形的星暴在星系天文學家的研究下被區分出來：藍緻密星系(BCGs)：這些星系通常是低質量、低金屬量和無塵埃的天體。因為它們沒有塵埃和擁有大量高溫、年輕的恆星，因此在光學上通常呈現藍和紫外的顏色。起初，為了解釋低金屬量的性質，這些藍緻密星系被認為是真正年輕的星系，還在形成第一代恆星的過程中。但是在藍緻密星系內發現許多老年的星族，並且高效率的混合也能解釋塵埃的缺乏和低金屬量的現象。多數的藍緻密星系被認為是近期合併和（或）互動作用展現出的特性。被仔細研究過的BCG有IZw18（已知金屬量最低的星系）、ESO338-IG04和Haro11。
極亮紅外星系(ULIRGs)：這些星系通常是有非常多塵埃的天體，因此，紫外線輻射被遮蔽使得恆星的光度變得黯淡，但是在波長100毫米附近以紅外線的形式被吸收和再輻射，這解釋了極亮紅外星系特別紅的原因。雖然不能肯定紫外線輻射純粹都是由恆星形成引起的，並且有些天文學家相信極亮紅外星系提供了活躍星系核(AGN)的動力（至少是一部分）。X射線的觀測能夠貫穿極亮紅外星系厚重的塵埃，認為許多星暴星系都是雙核心的系統。藉由這樣的支持，由星系合併觸發了星爆，為極亮紅外星系提供了主要動力來源的假說。已經被詳細研究的極亮紅外星系包括阿普220。
沃夫－瑞葉星星系：星系的成員有一大部分都是明亮的沃夫-瑞葉星。
猜疑
黑洞來自星暴星系？
超大型黑洞的形成需要龐大的質量，因此它也許是由許多小黑洞聚集而成的。從這個思路考慮，一些科學家提出，超大型黑洞是由星暴星系產生的。
很久以來，天文觀測表明，在星系合併和相互作用的地方，經常出現圓盤狀的恆星形成暴。最近人們認為，即使兩個星系不合併，靠得很近的星系之間的相互作用也能使星系鏇轉不穩定，導致氣體如漏斗般向核心聚集，點燃了圍繞核心的星暴。
星暴星系以迅猛的速度產生新星，同時又以迅猛的勢頭引起超新星爆發。最終，產生了大量的太陽質量級別的黑洞。這些黑洞再集合周圍氣體，變成質量更大的黑洞。科學家推測，這些距離很近的黑洞有可能會相互合併，形成巨大的黑洞。
星暴星系有足夠的物質來形成超大型黑洞。但是很可惜，根據目前的理論計算，這樣的黑洞合併方式太緩慢了，即使經過100億年，黑洞聚集的氣體質量也只占其自身質量的百分之幾。
天文發現
NGC4666星系
哈勃望遠鏡、ALMA望遠鏡陣以及南極望遠鏡聯合觀測的遙遠星系歐洲南方天文台的天文學家觀測該圖像後指出，NGC 4666星系內超大質量恆星的強風流結合超新星爆炸，形成一股強烈的氣流，被稱為“超級風”，從星系內部釋放至太空中。智利拉西拉天文觀測台MPG/ESO2.2米直徑望遠鏡的廣域成像儀拍攝到NGC 4666的圖像，並揭示了超級風的存在。
NGC1569
NGC1569由威廉·赫歇耳於1788年發現，是宇宙後院中三個最為龐大的星團的所在地。每個星團中都有超過100萬顆恆星。很久以來，天文學家都在迷惑，為什麼一個鄰近的小型孤立星系產生新生恆星的速度比任何鄰居星系都要快？NASA的哈勃太空望遠鏡幫助天文學家解決了孤立星暴星系——NGC 1569的謎題。哈勃的觀測表明，該星系的距離是之前認為的1倍半。增加的距離讓該星系處在了一群星系之間，這群星系大約有10個成員，中心是鏇渦星系IC 342。星系群成員的引力作用可能會壓縮NGC 1569中的氣體，點燃恆星誕生的烈火。ALMA陣列發現新星暴星系
阿塔卡瑪毫米/亞毫米波陣列望遠鏡(ALMA)2013年3月拍攝了它的第一批圖像，其中就包括這張有如幽靈般的遙遠星系照片。這是一個“星暴星系”。在這張圖像中，這個紅色的弧形所代表是便是一個正在快速產生恆星的星系——人們此時正在目睹的是大約120億年前的情景。藉助這一建設在南美洲國家智利境內海拔16400英尺(約合5000米)高度荒漠中的強大望遠鏡陣列，科學家們的觀測結果發現這一狂暴的年代可能要比人們原先構想的更早。對超過20個星系進行觀察之後科學家們得到結論，星暴現象平均發生的時間是在大約120億年前，此時的宇宙僅有大約20多億年的年齡。這一數值將人們此前的認識向前整整推進了10億年。宇宙影響
超大型黑洞的形成需要龐大的質量，因此它也許是由許多小黑洞聚集而成的。從這個思路考慮，一些科學家提出，超大型黑洞是由星暴星系產生的。
很久以來，天文觀測表明，在星系合併和相互作用的地方，經常出現圓盤狀的恆星形成暴。人們認為，即使兩個星系不合併，靠得很近的星系之間的相互作用也能使星系鏇轉不穩定，導致氣體如漏斗般向核心聚集，點燃了圍繞核心的星暴。
星暴星系以迅猛的速度產生新星，同時又以迅猛的勢頭引起超新星爆發。最終，產生了大量的太陽質量級別的黑洞。這些黑洞再集合周圍氣體，變成質量更大的黑洞。科學家推測，這些距離很近的黑洞有可能會相互合併，形成巨大的黑洞。
孤立之謎
很久以來，天文學家都在迷惑，為什麼一個鄰近的小型孤立星系產生新生恆星的速度比任何鄰居星系都要快？現在，NASA的哈勃太空望遠鏡幫助天文學家解決了孤立星暴星
系——NGC1569的謎題。哈勃的觀測表明，該星系的距離是之前認為的1倍半。
增加的距離讓該星系處在了一群星系之間，這群星系大約有10個成員，中心是鏇渦星系IC342。星系群成員的引力作用可能會壓縮NGC1569中的氣體，點燃恆星誕生的烈火。
來自馬里蘭州巴爾的摩空間望遠鏡科學研究所與歐洲空間局的AlessandraAloisi是這項研究的領導者，她說：“現在，在NGC1569中所見的星暴活動有意義了，這是因為該星系可能正與群中的其他星系進行著相互作用。這些相互作用可能會為恆星形成提供燃料。”
較遠的距離不僅僅意味著星系的內稟光度更亮，還意味著它產生恆星的速度兩倍於先前的認識。該星系產生恆星的速率比銀河系高上100餘倍。如此高的恆星形成率在過去的1億年中一直保持著。
NGC1569由威廉·赫歇耳於1788年發現，是我們的宇宙後院中三個最為龐大的星團的所在地。每個星團中都有超過100萬顆恆星。
研究小組的成員、空間望遠鏡科學研究所的RoelandvanderMarel說：“這是在遠方青年宇宙中驅動星系演化的大規模產星活動的範例。我們只能在宇宙中鄰近的區域仔細研究星暴星系，它們在這裡的數量要稀有得多。哈勃對我們銀河系近鄰的觀測，包括這項工作在內，正幫助天文學家拼起鄰近星系的完整圖象。正如NGC1569這樣，將拼圖放在合適的位置可以讓全景更有意義。”
Aloisi與她的小組實際上是偶然發現了新的距離數值的。他們正在使用哈勃的先進測繪照相機在NGC1569中搜尋紅巨星（接近生命終點的恆星），它們因為核心區域的氦聚變而發出光芒。這些恆星比沒有氦燃燒的亮紅巨星要暗一些，但一旦可以探測到它們，就可以將其用於估計星系的年齡。
空間望遠鏡科學研究所的AaronGrocholski說：“我們沒有找到它們的明顯線索，於是我們估計，這個星系的距離比先前認為的要更遠。我們只能看到最明亮的紅巨星，不過我們可以用它們來校準星系的距離。”Grocholski是敘述結果的論文的第一作者。明亮的紅巨星是測量距離可靠的“標準燭光”，這是由於它們的亮度是相同的。當天文學家知道一顆恆星的真實亮度後，他們就可以計算其與地球的距離了。
先前利用地基望遠鏡測量的星系距離是不可靠的，這是因為觀測的是星系擁擠的核心，並不能分辨出單個的紅巨星。
哈勃的研究觀測了星系混亂的核心以及稀疏的外圍。哈勃敏銳的先進測繪照相機分辨出了單個紅巨星，這就可以精確地定出星系的距離了。天文學家測量出的星系距離是將近1100萬光年，比之前的數據要遠上400萬光年。
孤立之謎Aloisi說：“這是個偶然的發現。哈勃觀測的深度不足以看到我們想要尋找的最暗的紅巨星，原因是星系的距離比我們先前認為的要更遠。但是由於捕獲了全體亮紅巨星族，我們可以計算出NGC1569的精確距離，並解決該星系極高的星暴活動之謎。”
這一結果發表在10月20日出版的《天體物理學報通信》上。
進行NGC1569觀測的科研小組成員包括來自STScI與ESA的AlessandraAloisi和MarcoSirianni、來自STScI的AaronGrocholski、JenniferMack與RoelandvanderMarel、來自INAF-OAB的LucaAngeretti、DonatellaRomano與MonicaTosi，以及INAF-OAP的FrancescaAnnibali,、LauraGreggio和EnricoHeld。
哈勃太空望遠鏡是NASA與歐洲空間局（ESA）的國際合作項目，由NASA的戈達德太空飛行中心（GSFC，位於馬里蘭州格林貝爾特）管理。空間望遠鏡科學研究所（STScI）管理著哈勃的科研運轉。該機構由華盛頓特區的大學天文研究聯合會為NASA運營。
130億光年外最遙遠星暴星系
一個星暴星系的影像，它與近期被發現的遙遠的早期星暴星系HFLS3非常相似[1]在一項最新研究中，科學家們發現了一個距離地球約130億光年的原始星系。這個星系的發現將有望打破原有此類星系的距離紀錄，並揭開有關宇宙早期歷史中一些最大質量“恆星製造工廠”如何以及何時運作的奧秘。
藉助擁有紅外波段觀測能力的歐洲空間局赫歇爾空間望遠鏡，一個天文學家小組對這一遙遠的星暴星系進行了觀測，所謂星暴星系是指正有大量恆星形成的星系。這個古老的星系存在的年代，宇宙年齡還僅有8億年，而現在宇宙的年齡已有大約140億年左右。
這個星系編號為HFLS3，它是迄今天文學家們發現最遙遠的星暴星系。它正以極高的速率產生新的恆星，這比天文學家們原先所知最早的此類現象又向前提早了超過10億年。
紐約州伊薩卡康奈爾大學的天文學家多米尼克里徹爾斯(DominikRiechers)是這篇於4月17日刊載在《自然》雜誌上文章的第一作者。他說：“這一新發現的星系正將天文學很多領域的研究推向極限。”他說：“它不僅是我們發現最早期的類似案例，還是其中恆星形成速率最高的星系之一，甚至比形成時間較之更晚的星系還要高。”
根據目前的估計數據，這一星系的大小大致和銀河系大小接近，天文學家們驚訝地發現這一星系正在以每年相當於2900個太陽質量的速度生產出新的恆星。里徹爾表示：“這一速率超出我們銀河系2000倍之多，考慮到其內部大量新生恆星同時發出劇烈的光熱輻射，這幾乎已經接近星系本身能夠承受的極限。”
長期的劇烈活動
儘管這一星系被大量塵埃雲阻擋，並且距離遙遠，但是星系HFLS3顯得異常明亮，在紅外波段發出劇烈輻射，其功率相當於太陽的30萬億倍。這一特徵提醒天文學家們，他們一定是發現了一個超大質量的星暴星系，因為只有那些擁有極其活躍恆星新生活動的星系才有可能如此明亮。
對於里徹爾和他的團隊來說，另外一項驚喜來自光譜學的分析，其結果可以揭示星系的化學組成，顯示這一星系擁有豐富且多樣的化學成分，其特徵與現代的星暴星系相接近。由於一些較大質量的元素，如碳和鐵，都被認為是形成於第一代恆星爆炸之後的灰燼之中，天文學家們曾經一度認為這些類似的元素在宇宙的最初10億年內應當是相對匱乏的。
里徹爾表示：“這顯示在星系HFLS3內部，如此劇烈的恆星形成過程已經持續了很長一段時間，這一時間長到足以讓最早形成的第一批恆星壽終正寢，在爆炸中毀滅並將這些重元素拋灑到周遭的宇宙空間之中。”
星系襁褓
直到最近，天文學家們一直認為星暴星系，即正在產生大量新生恆星的星系，是在比此次發現的HFLS3星系還要晚的多的時期形成的。里徹爾表示：“原先我們認為，只有在較晚的時期，宇宙中的那些擁有最大質量的恆星才能積聚到足夠的氣體物質以便支持大量恆星的新生。然而此次發現證明，在一些特殊的環境條件下，一些星系可以在宇宙年齡僅有約8億年的時候就開始劇烈的恆星新生過程，從而讓成熟的大質量星系的出現成為可能。”
美國國家射電天文台的天文學家克里斯卡拉里(ChrisCarilli)表示，這一出乎意料之外的發現或許將有助於解釋天文學家們近期在一些橢圓星系內觀測到的一些最古老的恆星體。他說：“現在我們知道了這種現象的原因：因為它們形成的時代本來就很早。這類遙遠的星暴星系可能代表了早期宇宙狂暴歷史中橢圓星系的形成。”
這些最大質量的橢圓星系是最近在一些大型星系團的核心部位發現的。星系HFLS3很可能是今天我們所見的這類大質量星系團的早期“胚胎”卡拉里表示：“這些觀測研究工作將大質量星系形成的時代一直向前推進到了宇宙第一縷曙光的年代。”(晨風)
