巨人研究證實(shí)銀河系確實(shí)是一個(gè)不尋常的星系

天文學(xué)家經(jīng)常使用銀河系作為研究星系如何形成和演化的標(biāo)準(zhǔn)。由于我們?cè)诶锩妫煳膶W(xué)家可以用先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡詳細(xì)研究它。

通過(guò)用不同的波長(zhǎng)研究它，天文學(xué)家和天體物理學(xué)家可以比遙遠(yuǎn)的星系更詳細(xì)地了解它的恒星數(shù)量、氣體動(dòng)力學(xué)和其他特征。

然而，檢查銀河系 101 個(gè)親屬的新研究表明它與它們有何不同。

理解事物的一種有效方法是將它們與班上的其他人進(jìn)行比較和對(duì)比，這是我們?cè)趯W(xué)校學(xué)到的一種技巧。調(diào)查是比較和對(duì)比事物的有效工具，天文調(diào)查為這項(xiàng)工作貢獻(xiàn)了大量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

這斯隆數(shù)字巡天（SDSS） 中，則Two Micron 全天空巡天（2MASS） 和ESA 的 Gaia 任務(wù)都是突出的例子。

這圍繞 Galactic Analogs 的衛(wèi)星（SAGA）調(diào)查是另一個(gè)，它的第三個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)布功能是三項(xiàng)新研究。

這些研究都基于 101 個(gè)質(zhì)量與銀河系相似的星系，每項(xiàng)研究都涉及將這些星系與我們的星系進(jìn)行比較的不同方面。

• SAGA 調(diào)查。III. 銀河系周圍 101 個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的普查 - 質(zhì)量星系
• SAGA 調(diào)查。IV. 圍繞銀河系質(zhì)量星系的 101 個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)的恒星形成特性
• SAGA 調(diào)查。V. 使用更新的 Universe Machine 對(duì)銀河系質(zhì)量星系周圍的衛(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行建模

研究表明，星系形成于巨大的光暈中暗物質(zhì)，一種不與光相互作用的難以捉摸的物質(zhì)。宇宙中 85% 的物質(zhì)是神秘的暗物質(zhì)，而只有 15% 是正常物質(zhì)或重子物質(zhì)，即構(gòu)成行星、恒星和星系的類型。

雖然我們看不到這些巨大的光暈，但天文學(xué)家可以觀察到它們的影響。它們的引力正常地聚集在一起，形成星系和恒星。

SAGA 旨在了解暗物質(zhì)光暈的工作原理。它研究了質(zhì)量與銀河系相似的星系周圍的低質(zhì)量衛(wèi)星星系。

這些衛(wèi)星可以被捕獲并吸引到更大星系的暗物質(zhì)暈中。SAGA 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)圍繞 101 個(gè)銀河系質(zhì)量星系運(yùn)行的衛(wèi)星星系。

“銀河系一直是一個(gè)令人難以置信的物理實(shí)驗(yàn)室，包括星系形成的物理學(xué)和暗物質(zhì)的物理學(xué)，”人文與科學(xué)學(xué)院人文與科學(xué)教授兼物理學(xué)教授 Risa Wechsler 說(shuō)。Wechsler 還是 SAGA 調(diào)查的聯(lián)合創(chuàng)始人。

“但銀河系只是一個(gè)系統(tǒng)，可能不是其他星系形成的典型方式。這就是為什么找到相似的星系并進(jìn)行比較至關(guān)重要的原因。

銀河系與其他 101 個(gè)銀河系之間的比較揭示了一些顯著差異。

“我們的結(jié)果表明，我們不能將星系形成的模型僅僅局限于銀河系，”韋克斯勒說(shuō)，他也是 SLAC 國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室的粒子物理學(xué)和天體物理學(xué)教授。

“我們必須看看類似星系在宇宙中的完整分布?！?/p>

SAGA 調(diào)查的第三次數(shù)據(jù)發(fā)布包括在 101 MW 質(zhì)量系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的 378 顆衛(wèi)星，第一篇論文側(cè)重于衛(wèi)星。

只有經(jīng)過(guò)艱苦的搜索才能發(fā)現(xiàn)他們。其中四個(gè)屬于銀河系，包括著名的大麥哲倫星云和小麥哲倫星云。

“以前沒有人嘗試過(guò)這是有原因的，”韋克斯勒說(shuō)?！斑@是一個(gè)非常雄心勃勃的項(xiàng)目。我們不得不使用巧妙的技術(shù)，從背景中的數(shù)千個(gè)天體中對(duì)這 378 個(gè)軌道星系進(jìn)行分類。這是一個(gè)真正的大海撈針的問(wèn)題。

SAGA 發(fā)現(xiàn)每個(gè)星系的衛(wèi)星數(shù)量從 0 到 13 不等。根據(jù)第一篇論文，最大質(zhì)量衛(wèi)星的質(zhì)量是衛(wèi)星數(shù)量多度的有力預(yù)測(cè)指標(biāo)。

“三分之一的 SAGA 系統(tǒng)包含 LMC 質(zhì)量的衛(wèi)星，而且它們往往比 MW 擁有更多的衛(wèi)星，”該論文指出。銀河系在這方面是一個(gè)異常值，這也是它非典型的原因之一。

第二項(xiàng)研究側(cè)重于衛(wèi)星中的恒星形成。恒星形成率 （SFR） 是了解星系演化的重要指標(biāo)。

研究表明，恒星的形成在衛(wèi)星星系中仍然很活躍，但它們離宿主越近，它們的 SFR 就越慢。有沒有可能，靠近星系的暗物質(zhì)暈的更大吸引力正在淬滅恒星的形成？

“我們的結(jié)果表明，在類似銀河系的環(huán)境中，低質(zhì)量衛(wèi)星和 100 kpc 以內(nèi)的衛(wèi)星被更有效地淬滅，這些過(guò)程的作用足夠慢，可以保存所有恒星質(zhì)量和投影半徑的恒星形成衛(wèi)星群，”第二篇論文指出。

然而，在銀河系的衛(wèi)星中，只有麥哲倫星云仍在形成恒星，徑向距離起著一定的作用。

“現(xiàn)在我們有一個(gè)難題，”韋克斯勒說(shuō)。

“銀河系中是什么導(dǎo)致這些小型、低質(zhì)量的衛(wèi)星的恒星形成被淬滅？也許，與典型的宿主星系不同，銀河系有一個(gè)獨(dú)特的組合，既有已經(jīng)停止恒星形成的老衛(wèi)星，也有最近才落入銀河系暗物質(zhì)暈的較新的活躍衛(wèi)星——LMC 和 SMC。

這是我們的星系非典型的另一個(gè)原因。

衛(wèi)星星系周圍較小的暗物質(zhì)暈?zāi)?？他們扮演什么角色?/p>

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，前沿是弄清楚暗物質(zhì)在比銀河系更小的尺度上的作用，就像圍繞這些小衛(wèi)星的較小暗物質(zhì)暈一樣，”韋克斯勒說(shuō)。

第三篇論文將 SAGA 的第三次數(shù)據(jù)發(fā)布與計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行了比較。作者開發(fā)了一種在小于或等于 10 的星系中猝滅的新模型⁹太陽(yáng)質(zhì)量。

他們的模型受到 101 個(gè)星系的 SAGA 數(shù)據(jù)的約束，然后研究人員將其與斯隆數(shù)字巡天中孤立的場(chǎng)星系進(jìn)行了比較。

該模型成功地再現(xiàn)了衛(wèi)星的恒星質(zhì)量函數(shù)、它們的平均 SFR 和衛(wèi)星中的淬滅分?jǐn)?shù)。它還在更孤立的衛(wèi)星星系中保持了 SFR，并在更近的衛(wèi)星中觀察到增強(qiáng)的猝滅。

該模型需要更多的觀測(cè)測(cè)試，作者指出，光譜巡天是合乎邏輯的下一步。

這些調(diào)查有望回答有關(guān)內(nèi)部反饋在低質(zhì)量衛(wèi)星中的作用、它們的質(zhì)量和氣體吸積、暗物質(zhì)對(duì)它們的影響以及衛(wèi)星特有的氣體過(guò)程的問(wèn)題。

“SAGA 提供了一個(gè)基準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)銀河系以外系統(tǒng)中的衛(wèi)星星系的詳細(xì)研究來(lái)促進(jìn)我們對(duì)宇宙的理解，”Wechsler 說(shuō)。

“雖然我們完成了在 101 個(gè)宿主星系中繪制明亮衛(wèi)星的最初目標(biāo)，但還有很多工作要做?！?/p>

本文最初由今日宇宙.閱讀原創(chuàng)文章.

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