對(duì)銀河系進(jìn)行拆解,終于找出銀河系,是如何組裝成今天這樣的了!

就像拆解一項(xiàng)技術(shù)一樣,天文學(xué)家對(duì)銀河系進(jìn)行了逆向拆解,以找出它是如何組裝的。斯威本科技大學(xué)的鄧肯·福布斯教授利用古老的星團(tuán),追溯銀河系的演化,以識(shí)別那些在原始銀河系內(nèi)形成的星團(tuán),

以及那些隨著銀河系吞噬小衛(wèi)星星系而隨著時(shí)間推移而獲得的星團(tuán),研究將這些星團(tuán)中的大多數(shù)歸因于只有五個(gè)衛(wèi)星星系,衛(wèi)星星系本身早已被破壞,但它們致密的星團(tuán)已經(jīng)存在了數(shù)十億年。

根據(jù)星團(tuán)的運(yùn)動(dòng)、年齡和化學(xué)成分,福布斯教授推斷,其中幾個(gè)衛(wèi)星星系中心含有明亮的星系核,并含有氣體,這是形成新恒星所需的物質(zhì)。其中一個(gè)衛(wèi)星星系包含低能量軌道上的星團(tuán),福布斯教授將其命名為“考拉”,以一種每天睡眠超過18小時(shí)的澳大利亞動(dòng)物名字命名。盡管銀河系可能經(jīng)歷了一段“動(dòng)蕩”的過去,因?yàn)樗峭ㄟ^吸積和破壞其他小星系而成長(zhǎng)起來的。

但被稱為球狀星團(tuán)的星團(tuán)非常穩(wěn)定,它們基本上完好無損地存活到了今天,正是這些球狀星團(tuán)可以用來重新追蹤或逆向工程探尋我們銀河系數(shù)十億年前的組裝歷史。當(dāng)你抬頭看夜空時(shí),你能看到的一些單獨(dú)的恒星和星團(tuán)實(shí)際上是在銀河系之外形成的,那就是外星物體,但現(xiàn)在就像我們所知的那樣,它是銀河系的一部分,其研究發(fā)現(xiàn)已發(fā)表在《皇家天文學(xué)會(huì)月刊》上。

隨著時(shí)間的推移,銀河系從被破壞的衛(wèi)星星系上聚積的球狀星團(tuán)(GC)年齡、金屬度、元素和運(yùn)動(dòng)積分基本上保持不變。研究結(jié)合使用了這些保守的屬性,將76個(gè)球狀星團(tuán)分配給了五個(gè)前身衛(wèi)星星系,其中一個(gè)被稱之為考拉矮小星系。并將漏盒化學(xué)富集模型擬合到球狀星團(tuán)的年齡-金屬豐度分布中,推導(dǎo)出各衛(wèi)星系的有效產(chǎn)額和形成時(shí)代。根據(jù)球狀星團(tuán)計(jì)數(shù)的標(biāo)度關(guān)系,估算出每個(gè)衛(wèi)星系的初始暈質(zhì)量、恒星質(zhì)量和平均金屬豐度。

這五個(gè)衛(wèi)星系被吸積的衛(wèi)星總恒星質(zhì)量,對(duì)銀河系的增長(zhǎng)貢獻(xiàn)了大約109M⊙的恒星,但超過了銀河系球狀星團(tuán)系統(tǒng)的50%。這五個(gè)衛(wèi)星系形成于非常早的時(shí)間,很可能是在8-11Gyr之前吸積的,這表明銀河系在早期演化中快速增長(zhǎng)。研究認(rèn)為,至少有三個(gè)衛(wèi)星系最初是有核的,剩下的核現(xiàn)在是銀河系的球狀星團(tuán),11個(gè)球狀星團(tuán)也被確認(rèn)是異地形成的,但不能被分配給單一的前身衛(wèi)星系。

(上圖所示)這個(gè)由加州理工學(xué)院天文學(xué)家進(jìn)行的計(jì)算機(jī)模擬視頻,顯示了我們銀河系可能是如何形成的,他們使用一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)模擬了銀河系從最早形成時(shí)的演化過程。隨著時(shí)間的推移,主星系通過吸積較小的衛(wèi)星星系而增長(zhǎng),模擬視頻以一個(gè)旋轉(zhuǎn)的螺旋星系結(jié)束,它類似于我們自己的銀河系。圖片:CalTech

博科園|研究/來自:卡內(nèi)基科學(xué)研究所
參考期刊《天文學(xué)》
DOI: 10.3847/1538-3881/ab7192
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