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科学家发现银河系吞噬附近矮星系的证据

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科学家发现银河系吞噬附近矮星系的证据

Credit: Amanda Smith, Institute of Astronomy, University of Cambridge

2 December 2011

Note: The English-language version of this press release is available here.

在2011年12月2日,一个包括有宾州州立大学的天文学家参与的科研小组报道了我们的银河系正不断地蚕食着旁边一个小型矮星系。参与研究的科学家们已经找到了星系在太空中互相吞食的证据。“我们的研究找到了关于银河系通过吞食邻近的较小星系而改变结构的明显证据”唐纳德·施耐德(Donald Schneider)说。他是宾州州立大学天文和天文物理系一名杰出的天文学家,也是论文的一名合作者。

英国剑桥大学的谢尔盖·科普索维(Sergey Koposov)和瓦西里·贝罗库洛夫(Vasily Belokurov)带领了这个研究小组。小组最近发现邻近的人马座矮星系有两股恒星流在银河系南半边被撕下。这项发现是通过研究斯隆数字巡天III(SDSS-III)的数据得出,于2011年12月2日发表,把新发现的两个恒星流和银河系北部已知的两个恒星流连接了起来。施耐德是大型国际合作项目数字巡天的统筹主任。

“我们早就知道当矮星系被卷入更大的星系时,细长的恒星流(或者叫恒星尾巴)会被巨大的潮汐力从星系内拉出”科普索维说。人马座矮星系曾是银河系伴星系中最亮的星系之一,但是它现在已经被巨大的潮汐力破坏并拉伸,剩下的部分位于银河系的边缘。它现在非常的小,在过去的几十亿年里已经失去了其一半的恒星和几乎所有的气体。

在数字巡天III完成前,人马座有两个尾巴被人们发现,分别位于这个的残余星系的前后。之前的数字巡天图片已于2006年在银河系北部发现了人马座的潮汐尾。“那是一个神奇的发现”贝罗库洛夫说,“不过谜题的另一半,人马座南部的结构直到现在我们才弄清楚。”

科学家们研究了最新的斯隆数字巡天,对包含超过一千三百万颗恒星的密度图进行了分析,其中包含了银河系南部的重要区域。新的数据显示,人马座星流的南部也分离成两个支流,一条又胖又亮,另一条又细又暗。较亮的分支比较暗的含有更多的金属元素如铁等。由于每一代的恒星都会产生金属并留给下一代,这位剑桥的天文学家认为较亮的恒星流比较暗的要年轻。“人马座就像一有四条尾巴的野兽,”剑桥大学天文学院的观察人员维恩·伊凡斯说(Wyn Evans)。

没人知道是什么作用使潮汐尾分裂。然而,科学家们相信人马座矮星系可能曾经是银河系双星系系统的一个部分,就像今天的大小麦哲伦星云。大小麦哲伦星云在科学家假想的系统里分别产生了前后两条落入银河系的尾巴,加起来共四条。

不过,论文的另一名作者悉尼大学的杰伦特·路易斯(Geraint Lewis)对此有不同的看法。他说:“可能人马座矮星系在星系间的桌球游戏中承受了一次碰撞,也许与大簇的暗物质甚至是另一个伴星系相撞,才使恒星流分成了两个。”

最后还有一个理论认为,正如我们太阳系进化过程中的流星分散到不同的星流中去一样,人马座形成过程中的残骸也许随着时间也分散到了不同的星流中 。由于人马座在不同时期受到的潮汐冲击不一样,星系轨道改变的幅度也不一样,造成了星流的分离。“我已经进行了数百次人马座矮星系的瓦解模拟试验,这个观点看起来很有说服力。”安达卢西亚的天文物理研究中心(Astrophysics Institute of Andalucia, IAA)的豪尔赫·潘纳鲁比亚(Jorge Penarrubia)说。他也是研究的一位参与者。

不管怎么解释,数字巡天III都已经为我们银河系破坏人马座星系提供了大量的信息,其中也涵盖了改变银河系形状和宇宙中剩下此类事件的信息。

 

本文作者:

乔丹·瑞迪克(Jordan Raddick, SDSS)和芭芭拉·肯尼迪(Barbara K. Kennedy, Penn State)

联系人:

Donald Schneider: 814-864-9554, dps@astro.psu.edu

Barbara Kennedy (Penn State PIO): 814-863-4682, science@psu.edu

李懿昭(翻译):yql5163@psu.edu

王雪凇 (复查): xxw131@psu.edu

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