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銀河系的宇宙沖撞:揭秘與「香腸星系」古老的宇宙碰撞史

2024-08-24科學

一個國際的天文學家團隊揭露了銀河系與一顆被稱作「香腸星系」的小型星系之間的一次古老的劇烈正面碰撞事件。

據一篇天文學家的研究報告所述,這種宇宙間的碰撞定義了銀河系早期的歷史,並且重塑了我們所知的宇宙結構,帶來了內部擴張和外部的能量散發。

大約在80億至100億年前,一顆規模較小的矮星系侵入了我們的銀河系。這顆星系未能存活下來,很快便崩解了,其殘骸仍遺留在我們周邊。

劍橋大學與紐約計算天體物理學中心的Vasily Belokurov提到,這場碰撞將矮星系撕裂,其星體開始沿徑向軌域移動,類似針的形狀。這種軌域表明這些星體曾在極為偏心的軌域上靠近我們星系的中心,它們的命運由此註定。

科學家們借助了歐洲航天局蓋亞衛星所提供的數據。這個衛星不斷地繪制著銀河系中的恒星動態,記錄著它們在銀河系中的移動情況。透過蓋亞衛星前所未有的精度,天文學家得以詳盡了解銀河系內恒星的位置與軌跡。

劍橋大學天文研究所的Wyn Evans指出,這些來自星系合並的恒星所遵循的軌跡被稱為「蓋亞香腸」。透過繪制這些恒星的速度,香腸狀的影像便顯現出來。隨著較小星系的解體,其恒星被拋向放射狀的軌域。這些所謂的「香腸恒星」是銀河系上一次重大合並的遺跡。

「香腸星系」的品質非常龐大,包含瓦斯、恒星和暗物質的總品質超過了我們太陽的100億倍。當它撞擊年輕的銀河系時,造成了極大的破壞。

這顆星系的沖擊方精靈致了銀河系的圓盤可能因此而起伏甚至破裂,並且銀河系隨後需要再次生長出一個新的圓盤。同時,星系的碎片散落在銀河系內部,形成了中心區域的隆起和星團環繞的恒星暈。

研究人員還發現了至少8個巨大的球狀星團,這些星團原屬於香腸星系。通常小星系並不擁有自己的球狀星團,所以這表明香腸星系的規模足夠大,能夠擁有自己的星團。

薩里大學的Denis Erkal表明,透過數值模擬星系碰撞可以重現這些現象。在Erkal和同事們的模擬中,香腸星系的恒星被拉入伸長的軌域。碰撞後,銀河盤變得更厚並隆起。

英國杜倫大學的Alis Deason指出,這種星系重塑的證據可以從矮星系的恒星軌跡中觀察到。香腸恒星在離銀河系中心一定距離的地方進行u形轉彎,這導致在恒星運動處的銀河系恒星暈密度急劇下降。對Deason來說,這一發現特別令人興奮,因為他在大約五年前預測了這種偏離中心的軌域堆積。

這次香腸星系與銀河系的碰撞,在銀河系的早期歷史中是一個決定性的事件,它塑造了一個厚重的圓盤和內部恒星暈。雖然這次合並行生在很久以前,但香腸星系中的恒星至今仍可辨認。這一歷史事件將透過它們的動力學和化學性質永久保留下來。得益於蓋亞衛星,天文學家得以擁有難以置信的數據,從而重現我們銀河系家園的遙遠歷史。