易坊好文馆

  1. 首页 > 生活百科 >

银河系的历史，正在被改写( 二 )


“这都是前所未见的，”来自巴黎天文台的天文学家、论文的通讯作者宝拉·迪·曼提奥（Paola Di Matteo）表示。
为什么会存在这样的出入？赛斯提托猜想，可能是有些原始的星云团长久以来设法躲开了超新星散发出的金属元素，进而崩塌形成恒星，颇具欺骗性地让这颗恒星看起来年代久远。
还有一种可能是，也许圆盘和光环是同时成型的，比原先认为的提前了10亿年。
为了了解哪种可能性更具说服力，他联系了德国波茨坦莱布尼茨天体物理研究所的拜亚斯·巴克（Tobias Buck），该研究人员擅长构建星系数字模拟程序。
以往的研究通常得出的结论是，光环先于圆盘成型。但这些研究往往受限于低清晰度。
银河系的历史，正在被改写
文章插图
在这些数字模拟中，一个类似银河系的星系经历了138亿年的成型发展阶段，从宇宙起源之初直到如今。左侧一栏展示的是可见的暗物质分布，中间一栏显示的是气体的温度（蓝色为冷，红色为热），右侧一栏显示恒星密度。每一横行代表不同的缩放尺度，第一行是星系圆盘的近距离影像，第二行远近适中，第三行则为星系全貌的缩放远景图
图源：Tobias Buck
巴克将模拟的精度调高了约10个单位，在这一分辨率下，每一轮模拟需要极高的电脑计算力。
尽管他可以进入德国莱布尼茨超级电脑中心，一轮模拟仍需要三个月的时间来完成。这一实验他重复做了六次。
在这六次实验中，有五次模拟出了与银河系同样的结果，其中两次包含大量的缺乏金属元素的圆盘恒星。
这些远古的恒星是怎么进入圆盘的？简单来说，它们是天体移民。这些恒星有一部分来自早于银河系产生的云团，这些云团碰巧将部分恒星留在了一些轨道中，而这些轨道随后构成了银河系圆盘的一部分。
还有一些恒星来自于较小的矮星系，与银河系发生碰撞后与正在生成的圆盘合并在了一起。
11月发表的研究结果显示，经典星系形成模型并不完善。气体团的确会崩塌形成球面光环，在适当角度下，恒星的到来也可以同时创造一个圆盘。
“并不是理论家判断错了，”巴克说道，“他们只是没有看到事实的全貌。”
银河系早期动荡不安
事情的复杂程度还不止于此。通过盖亚的数据，天文学家发现了巨型碰撞的直接证据，他们猜想，银河系有一个动荡不安的早期。
但是新泽西普林斯顿高等研究院的天文学家海默·科博曼（Helmer Koppelman）通过盖亚的数据，定位了一些切实可寻的残骸，这些残骸来自几次大型星系融合之一。
银河系的历史，正在被改写
文章插图
模拟显示，一个类似银河系的星系大约100亿年来从诞生到演进的过程，许多小矮星系与主星系融合，通常会变成其中的一部分
图源：Tobias Buck
2018年的某个星期三，盖亚公布了数据，疯狂涌入的大量下载导致网站瘫痪，科博曼回忆道。他周四对数据进行了一番处理，在周五之前便预料到自己将有重大发现。
他发现，在每个方向上都有极大数量的光环星体以银河系为中心，用同样奇怪的方式来回弹跳，这是一个线索，表明它们来自于同一个矮星系。科博曼机器同事在周天前撰写了一篇简要论文，并在六月进行了更加详尽具体的分析。
星系的残骸随处可见，也许在光环60000光年以内，超过半数的恒星都只来源于同一场碰撞，使得早期银河系的质量增幅高达百分之十。“这无疑改变了我原来的观点，”科博曼说道。
该团队将新发现的星系命名为盖亚-恩克拉多斯（Gaia-Enceladus），这个名字来源于希腊神话中的大地女神盖亚，以及她的泰坦儿子恩克拉多斯。
剑桥大学的一个研究团队也几乎同时发现了这一星系，他们根据其轨道某些形状把它命名为“香肠”星系（Sausage）。
大约100亿年前，当银河系和盖亚-恩克拉多斯星系发生碰撞时，银河系脆弱的圆盘可能遭受了很大损伤。
天文学家对我们的星系圆盘为何看起来存在两个部分存在争议，这两个部分一个比较薄，另一个比较厚，且恒星在其间一边上下跳动一边围绕银河系中心运转。
由迪·曼提奥（Di Matteo）带头进行的一项研究表明，盖亚-恩克拉多斯星系爆破了大部分圆盘，在碰撞时使它们膨胀。“第一个原始圆盘的成型速度非常之快，然而我们认为是盖亚-恩克拉多斯星系摧毁了它。”科博曼表示。
更多融合迹象在一些被称为球状星团（globular clusters）的恒星中被发现。德国海德堡大学（Heidelberg University）天文学家迪艾德里克·克鲁吉森（Diederik Kruijssen）用模拟法训练神经网络来详细了解球状星团。

推荐阅读


上一篇：宇宙中最奇怪星体，至今科学家也搞不清楚它的力量来自哪里

下一篇：Lenovo 联想发布2021款Legion游戏本产品线 搭载Ryzen 5000、RTX 30移动版