天文学家发现极其罕见的六重星系巨合并事件
精选图像: [星系团WHY J0501+01的X射线/光学合成图像，显示六重合并及星系团内光；来源：Z.L. Wen等人，中国科学院/爱因斯坦探针]
由中国科学院Z.L. Wen领导的天文学家团队在近邻宇宙中发现了一个极其罕见的事件：六个大质量星系正在合并成一个超大质量星系。这一发现已被《天文与天体物理》期刊接受发表，为宇宙中最大星系的形成方式提供了前所未有的快照。
观测目标为星系团WHY J050106.2+013714（简称WHY J0501+01），红移0.151，距离地球约20亿光年。虽然星系合并在天文学中很常见，但如此规模的六重合并实属罕见。通过对DESI遗产巡天中52,803个星系团的系统搜索发现，只有这一个星系团包含四个以上正在合并的星系。同一批样本中仅发现了12个四重合并和2,233个双重合并。
这六个正在合并的星系规模巨大：其中五个各自拥有超过1000亿颗恒星，单个恒星质量超过10^11个太阳质量。第六个稍小的星系也参与了合并。它们合并后的总恒星质量为1.16 x 10^12个太阳质量，比典型标度关系对此类星系团的预测值高出约2.6个标准差。在未来8亿至19亿年的合并完成后，将产生宇宙中已知最大的星系之一。
研究团队利用爱因斯坦探针的后续X射线望远镜（EP-FXT）的观测数据研究了该星系团的气体动力学。X射线数据显示这是一个动力年轻且受到扰动的星系团，平均气体温度为2.8千电子伏特，总X射线光度为9.4 x 10^43尔格每秒。这些数值与典型扰动星系团的标度关系相符。
X射线观测还显示了剧烈引力相互作用的证据：超高温等离子体的晃动以及可能因正在进行的碰撞而被踢出的气体尾流。这些星系本身被描述为”未松弛态”，这是一个描述正在经历灾难性引力相互作用的系统的专业术语。
在正在合并的星系周围，天文学家探测到了一个清晰的星系团内光（ICL）包层，延伸达310千秒差距（约100万光年）。这种幽灵般的光芒来自因合并的巨大潮汐力而从宿主星系剥离的恒星。探测它需要仔细扣除星系本身的光线。
该星系团最初于2018年利用全天巡天（Two Micron All Sky Survey、WISE和SuperCOSMOS）发现。随后利用DESI遗产巡天，使用位于亚利桑那州和智利的Mayall、Bok和Blanco望远镜进行后续工作，解析出了隐藏在粗糙数据中的六重合并结构。
这一发现直接关系到天文学中一个长期争论的问题：最亮星系团星系（BCGs）——星系团中心最明亮的星系——主要通过频繁的小型星系合并还是通过罕见但剧烈的重大合并来增长？WHY J0501+01系统有力地支持了重大合并假说，为等级式集积在最壮观尺度上提供了清晰的例证。
这一发现也为天文学家提供了实时观测宇宙结构形成的难得机会。近邻宇宙中的大多数BCG已经完全形成，它们的合并历史早已结束。WHY J0501+01为人们提供了一个窗口，得以窥见大多数星系团在数十亿年前已完成的过程。
论文《A rare sextuple-merging brightest cluster galaxy system in a disturbed galaxy cluster observed with the Einstein Probe Follow-up X-ray Telescope》已在arXiv（2606.17700）上作为预印本发布，并被《天文与天体物理》期刊接受发表。
婷 翻译