銀河系可能在地球的一生中與巨大的東西相撞

銀河系之所以如此巨大，是因為與其他星系的碰撞和合并。這是一個混亂的過程，我們看到整個宇宙中的其他星系也發(fā)生了同樣的事情。

目前，我們看到銀河系正在蠶食它的兩個衛(wèi)星星系，即大麥哲倫星云和小麥哲倫星云。他們的命運很可能已經(jīng)注定，他們將被吸收到我們的銀河系中。

研究人員認(rèn)為，上一次重大合并發(fā)生在銀河系遙遠(yuǎn)的過去，大約在80億到110億年前。但新的研究放大了這樣一種觀點，即它是最近才出現(xiàn)的：不到30億年前。

這種對我們銀河系歷史的新見解來自于歐空局的蓋亞任務(wù).蓋亞于2013年發(fā)射升空，正忙于繪制10億個天文物體的地圖，其中大部分是恒星。它反復(fù)測量它們，精確測量它們的位置和運動。

一篇新論文發(fā)表在英國皇家天文學(xué)會月刊介紹研究結(jié)果。它的標(biāo)題是”“上一次重大合并”的殘骸是動態(tài)的年輕。“ 主要作者是阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校物理學(xué)和天文學(xué)博士后研究員托馬斯·唐隆。Donlon 多年來一直在研究銀河系的合并，并且已經(jīng)發(fā)表其他著作關(guān)于此事。

每當(dāng)另一個星系與銀河系碰撞并合并時，它都會留下皺紋。“皺紋”顯然不是一個科學(xué)術(shù)語。它是幾種形態(tài)的總稱，包括相空間褶皺、焦散、V 形和殼。

這些褶皺穿過銀河系內(nèi)的不同恒星群，影響恒星在太空中的移動方式。通過非常精確地測量這些恒星的位置和速度，蓋亞可以探測到褶皺，這是最后一次重大合并的印記。

“隨著年齡的增長，我們的皺紋會越來越多，但我們的工作表明，銀河系的情況恰恰相反。這是一種宇宙的本杰明·巴頓（Benjamin Button），隨著時間的推移，皺紋會越來越少，“主要作者Donlon在一份新聞稿中說。

“通過觀察這些皺紋如何隨著時間的推移而消散，我們可以追蹤銀河系何時經(jīng)歷了最后一次大崩潰 - 事實證明，這比我們想象的要晚數(shù)十億年。

理解銀河系（MW）最后一次重大合并的努力涉及不同的證據(jù)。除了皺紋之外，其中一個證據(jù)是富含F(xiàn)e / H的區(qū)域，恒星遵循高度偏心的軌道。

恒星的Fe/H比是一種化學(xué)指紋，當(dāng)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一組具有相同指紋和相同軌道的恒星時，這是共同起源的證據(jù)。這組恒星有時被稱為“飛濺”。飛濺中的恒星可能起源于富含F(xiàn)e/H的祖先。它們有奇怪的軌道，從周圍環(huán)境中脫穎而出。天文學(xué)家認(rèn)為它們被加熱，它們的軌道被改變，這是合并的副產(chǎn)品。

對于所有合并證據(jù)，有兩種相互矛盾的解釋。

有人說，一個祖矮星系名為蓋亞香腸/土衛(wèi)二（GSE）在80億到110億年前與MW原盤相撞。另一種解釋是，一個名為處女座徑向合并（VRM）負(fù)責(zé)內(nèi)暈中的恒星。那次碰撞發(fā)生在不到30億年前。

“這兩種情況對局部相空間中的可觀測結(jié)構(gòu)做出了不同的預(yù)測，因為碎片的形態(tài)取決于它必須進(jìn)行相混合的時間，”作者在他們的論文中解釋道。

MW中的褶皺于2018年在Gaia數(shù)據(jù)中首次被發(fā)現(xiàn)，并出現(xiàn)在本文.

“我們觀察到了具有不同形態(tài)的形狀，例如類似于蝸牛殼的螺旋。由于歐洲航天局（ESA）蓋亞衛(wèi)星帶來的數(shù)據(jù)具有前所未有的精確度，因此首次觀察到了這些子結(jié)構(gòu)的存在“，該研究的第一作者Teresa Antoja在2018年說。

但自2018年以來，蓋亞發(fā)布了更多的數(shù)據(jù)，它支持了最近的合并方案，即處女座徑向合并。該數(shù)據(jù)表明，皺紋比早期數(shù)據(jù)和基于它的研究表明的要普遍得多。

“為了讓恒星的褶皺像蓋亞數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的那樣清晰，它們必須在不到30億年前加入我們 - 至少比以前認(rèn)為的晚了50億年，”來自倫斯勒理工學(xué)院的合著者Heidi Jo Newberg說。

如果皺紋更古老并且符合GSE合并方案，它們將更難辨別。

“每當(dāng)恒星在銀河系中心來回擺動時，就會形成新的恒星皺紋。如果它們在80億年前加入我們，那么彼此相鄰的皺紋將如此之多，以至于我們將不再將它們視為單獨的特征，“紐伯格說。

這并不意味著沒有證據(jù)證明更古老的GSE合并。一些暗示古代合并的恒星可能來自最近的VRM合并，而一些可能仍然與GSE合并有關(guān)。

要弄清楚這一點很有挑戰(zhàn)性，而模擬起著重要作用。在以前的工作和這項工作中，研究人員進(jìn)行了多次模擬，以了解他們?nèi)绾纹ヅ渥C據(jù)。

“我們的目標(biāo)是確定自局部相空間褶皺的祖先與MW盤碰撞以來已經(jīng)過去的時間，”作者在他們的論文中寫道。

“通過這些模擬合并，我們可以看到皺紋的形狀和數(shù)量如何隨時間變化。這使我們能夠確定模擬最符合我們今天在銀河系的真實蓋亞數(shù)據(jù)中看到的確切時間 - 我們在這項新研究中也使用了這種方法，“托馬斯說。

“通過這樣做，我們發(fā)現(xiàn)這些皺紋可能是由大約27億年前一個矮星系與銀河系相撞引起的。我們將這一事件命名為處女座徑向合并。這些結(jié)果和名稱來自一個2019年的先前研究.

隨著蓋亞每次發(fā)布都會提供更多的數(shù)據(jù)，天文學(xué)家正在更好地了解合并的證據(jù)。越來越明顯的是，MW有著復(fù)雜的歷史。

VRM可能涉及多個實體。它可能在同一時間將一整組矮星系和星團帶入MW。隨著天文學(xué)家更詳細(xì)地研究MW的合并歷史，他們希望確定這些天體中哪些來自最近的VRM，哪些來自古老的GSE。

“目前，銀河系的歷史正在不斷被改寫，這在很大程度上要歸功于蓋亞的新數(shù)據(jù)，”托馬斯補充道?！拔覀儗︺y河系過去的了解與十年前相比發(fā)生了巨大變化，我認(rèn)為我們對這些合并的理解將繼續(xù)迅速變化。

“這一發(fā)現(xiàn)改善了我們對塑造銀河系的許多復(fù)雜事件的了解，幫助我們更好地了解星系是如何形成和形成的 - 特別是我們的家鄉(xiāng)星系，”歐空局蓋亞項目科學(xué)家Timo Prusti說。

本文最初發(fā)表于今天的宇宙.閱讀原文.

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