天文|远古的碰撞,在一方天地中留下印记,引领我们探寻波澜壮阔的历史

天文学家最近发现 , 在很久之前 , 与一个河外星系的碰撞 , 对银河系产生了一些有趣的影响 , 不仅增加了银盘的大小 , 并且在他的光环上洒下了恒星 。 现在 , 我们对这个事件发生的时间有了更精确的框架 , 这一切都要归功于一颗恒星 。 在夜晚 , 这颗恒星肉眼看见 。

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命名为Nu (希腊字母v(Nu))Indi (HD 211998) 的恒星 , 坐落于94光年之外的印度河南面星座 。 通过精确的星系测绘数据、光谱学、恒星运动学和星震学的结合 , 对这颗奇异恒星的观测 , 现在已经揭开了银河系暴力的过去 。

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我们可以说 , 卫星星系盖亚土卫二(又称盖亚香肠)是迄今为止被银河系吞噬的最大的卫星星系 。 它是从正在进行的关于盖亚星系调查的数据里面发现的 , 这是目前关于银河系恒星位置最精确的3D地图 。

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仔细研究后发现 , 这些数据包括恒星自转时的固有运动 , 一群恒星在受到碰撞的推动下一起运动 。 更深入的分析表明这场碰撞发生在80亿到110亿年以前(宇宙大概有138亿年) 。

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Nu Indi是一颗年迈的 , 低金属含量的星球 , 体积是太阳的三倍大 , 但是质量仅有太阳的85% 。 对该恒星化学物质构成的分析显示出 , 它确实是诞生于银河系;但是 , 根据Gaia的数据显示 ,Gaia-Enceladus碰撞改变了它在银河中的运动轨迹 。

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伯明翰大学的天体物理学家Bill Chaplin解释说“既然Nu Indi的运动轨迹受到了Gaia-Enceladus碰撞的影响 , 那么这场碰撞必定发生在Nu Indi形成之后” , 也就是说 , 如果你可以确定这颗星球的年纪 , 那么也就可以大致确定这场碰撞发生的时间了 。
金属丰富度——用来表示一颗恒星的金属含量——你可以从这方面来思考 。 我们都知道 , 金属产生于恒星的死亡 , 超新星的爆发可以产生重元素 。 这些元素又会被下一代的恒星吸收;而Nu Indi的铁元素含量仅有太阳铁元素含量的3% , 这表明Nu Indi已经十分年迈 。

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【天文|远古的碰撞,在一方天地中留下印记,引领我们探寻波澜壮阔的历史】但是星震学可以更精确地揭示恒星的性质 , 这种方法是基于恒星的振荡频率 , 或者它们脉冲的强度 。 这些振荡与恒星内部的特性密切相关 , 比如它的密度和声学轮廓 , 反过来 , 这些又与恒星的质量和年龄有关 。
根据在2006年对Nu Indi的星震研究 , 猜测其年纪大概在90亿年 。 但现在 , 更为有力的工具:TESS——NASA于2018年发射的太空系外行星搜寻望远镜 , 研究了这颗恒星的微弱脉冲 。 从TESS反馈的数据来看 , Nu Indi大概已经有110亿岁了

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研究人员说 , 【…?】 , 这意味着碰撞必然发在116亿年到132亿年之间 。
这个结论之所以让人觉得很酷 , 并不仅仅是因为它体现了TESS是一个用途多样的强大工具 , 还因为它需要许多不同的技术相互结合起来能得出结论 , TESS是解开谜团的最后一块拼图 。
研究恒星在太空中的运动 , 以及测量恒星位置的天体测量恆星运动学 , 显示了 nu indi 是如何偏离正常轨道的 。 光谱学(spectroscopy)是对光谱进行分析 , 以确定哪些光被不同元素吸收和反射 , 从而揭示恒星的化学成份 。

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总而言之 , 我们现在已经大致确定了银河史上重大事件之一 , 这一事件的也帮助我们更好的了解我们银河系的变迁 。 而这一切都要归功于Nu Indi这颗恒星 。
Chaplin说: “这项研究证明了TESS在星震学方面的潜力 , 以及当我们拥有关于一颗明亮恒星的各种前沿数据时 , 可能会发生的情况 。
这项研究已经发表在《自然天文学》上 。
BY: Michelle Starr
FY: 飘
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