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银河系的宇宙冲撞:揭秘与「香肠星系」古老的宇宙碰撞史

2024-08-24科学

一个国际的天文学家团队揭露了银河系与一颗被称作「香肠星系」的小型星系之间的一次古老的剧烈正面碰撞事件。

据一篇天文学家的研究报告所述,这种宇宙间的碰撞定义了银河系早期的历史,并且重塑了我们所知的宇宙结构,带来了内部扩张和外部的能量散发。

大约在80亿至100亿年前,一颗规模较小的矮星系侵入了我们的银河系。这颗星系未能存活下来,很快便崩解了,其残骸仍遗留在我们周边。

剑桥大学与纽约计算天体物理学中心的Vasily Belokurov提到,这场碰撞将矮星系撕裂,其星体开始沿径向轨道移动,类似针的形状。这种轨道表明这些星体曾在极为偏心的轨道上靠近我们星系的中心,它们的命运由此注定。

科学家们借助了欧洲航天局盖亚卫星所提供的数据。这个卫星不断地绘制着银河系中的恒星动态,记录着它们在银河系中的移动情况。通过盖亚卫星前所未有的精度,天文学家得以详尽了解银河系内恒星的位置与轨迹。

剑桥大学天文研究所的Wyn Evans指出,这些来自星系合并的恒星所遵循的轨迹被称为「盖亚香肠」。通过绘制这些恒星的速度,香肠状的图像便显现出来。随着较小星系的解体,其恒星被抛向放射状的轨道。这些所谓的「香肠恒星」是银河系上一次重大合并的遗迹。

「香肠星系」的质量非常庞大,包含气体、恒星和暗物质的总质量超过了我们太阳的100亿倍。当它撞击年轻的银河系时,造成了极大的破坏。

这颗星系的冲击方向导致了银河系的圆盘可能因此而起伏甚至破裂,并且银河系随后需要再次生长出一个新的圆盘。同时,星系的碎片散落在银河系内部,形成了中心区域的隆起和星团环绕的恒星晕。

研究人员还发现了至少8个巨大的球状星团,这些星团原属于香肠星系。通常小星系并不拥有自己的球状星团,所以这表明香肠星系的规模足够大,能够拥有自己的星团。

萨里大学的Denis Erkal表明,通过数值模拟星系碰撞可以重现这些现象。在Erkal和同事们的模拟中,香肠星系的恒星被拉入伸长的轨道。碰撞后,银河盘变得更厚并隆起。

英国杜伦大学的Alis Deason指出,这种星系重塑的证据可以从矮星系的恒星轨迹中观察到。香肠恒星在离银河系中心一定距离的地方进行u形转弯,这导致在恒星运动处的银河系恒星晕密度急剧下降。对Deason来说,这一发现特别令人兴奋,因为他在大约五年前预测了这种偏离中心的轨道堆积。

这次香肠星系与银河系的碰撞,在银河系的早期历史中是一个决定性的事件,它塑造了一个厚重的圆盘和内部恒星晕。虽然这次合并发生在很久以前,但香肠星系中的恒星至今仍可辨认。这一历史事件将通过它们的动力学和化学性质永久保留下来。得益于盖亚卫星,天文学家得以拥有难以置信的数据,从而重现我们银河系家园的遥远历史。