不难想象为什么 M64 更被称为“邪眼星系”。它坐落在太空的深渊真空中,似乎在整个宇宙中投下一道邪恶的光芒,一团尘埃将其可见的外围框起来,就像一个黑暗的挫伤。
银河系比看起来更奇怪。它富含氢的外盘的轨道与星系内恒星盘的运行方向相反,这暗示了它们起源的差异。
现在,天文学家已经计算出外盘的氢气来自一个较小的、富含气体的卫星矮星系,一个 M64 最近被蚕食并包裹起来。正是那个较小星系的物质使 M64 的外围变暗。
这一发现可能会让我们一睹银河系的未来。对破碎卫星的质量和内容的估计表明,它与小麦哲伦星云非常相似,小麦哲伦星云是一种银河系卫星矮星系,有一天将被纳入更大的质量中。
由华盛顿大学天文学家 Adam Smercina 领导的这些发现已被接受天体物理学杂志通讯,并且可在预印本服务器 arXiv 上获取。
“我们发现了壮观的贝壳特征的证据,以及其他表明正在进行的晚期径向合并的潮汐结构,”研究人员写道。
“我们估计祖星系的恒星质量为 5 亿太阳质量,金属丰度为 [M/H] ≃ -1 - 与小麦哲伦星云的质量和金属丰度非常相似。
“M64 反向旋转的外部气体盘的质量也与小麦哲伦星云的气体质量相当,这表明 M64 独特的反向旋转盘最有可能的起源是最近与一颗富含气体的卫星合并,该卫星与小麦哲伦星云非常相似。小麦哲伦星云。”
星系合并被认为是星系生长和演化的一个非常重要的部分。这些事件不仅增加了星系的质量,还为星系注入了新的物质和引力相互作用,从而增加了恒星的形成,使新一代的恒星保持在星系中。
银河系已与其他星系合并在其 136 亿年的漫长历史中,我们可以看到宇宙中处于合并过程各个阶段的其他星系。
由于银河系同类相食的情况并不罕见,因此认为 M64 边缘的奇怪气体是其中一个事件的结果似乎是合理的。
然而,之前的研究令人费解地发现,近期星系与星系之间相互作用的迹象很少,因此有人认为,氢盘只是从星系周围的空间中吸走的,或者是与另一个名为作为P。
然而,这两种情况都缺乏证据。因此,Smercina 和他的同事利用 Subaru 望远镜的 Hyper Suprime-Cam 来研究 M64 周围的空间(距银河系约 140 万光年),寻找远离银河系主盘的孤星中外盘起源的迹象。
他们的观察揭示了他们所说的星系合并的明显痕迹。他们发现了一个银河晕– 一个扩散球体、气体和包裹螺旋星系的恒星,人们认为螺旋星系是形成和生长的通过星系合并。
但他们也发现了贝壳的证据。这是通过两个合并星系之间的引力相互作用产生的恒星密度。当星系相互绕转时,它们的引力相互作用会产生阻力,导致恒星被推到一起,有点像池塘里涟漪的波峰。
与模拟的比较表明,M64周围炮弹的分布与所谓的“小”合并一致;也就是说,卫星矮星系被较大的宿主吸收。
气体的运动表明这颗卫星围绕 M64 存在部分逆行轨道。尘土飞扬的中心和黑色的尘埃斑点是物质与 M64 内气体盘碰撞时不断合并的结果。
为了证实这种情况,研究人员使用哈勃望远镜的数据来估计被吸收星系的质量和成分。他们得出的恒星质量约为 5 亿太阳质量,与3亿到十亿小麦哲伦星云的太阳质量。
M64 周围氢盘的质量也约为 5 亿太阳质量,研究人员表示,这再次与4亿太阳质量小麦哲伦星云中的气体价值。总而言之,这些线索似乎非常令人信服地指向银河同类相食的现象,最近才留下了这些痕迹——在过去的十亿年内。
“经过数十年的好奇,邪眼反向旋转气体的可能起源终于被揭示了,”研究人员写道。
“我们认为,它的外部气体盘是最近在与小麦哲伦云质量星系以 52:1 的比例合并时吸积的,现在正在与现有的内部气体盘相碰撞,促进了盘-盘界面处的恒星形成爆发,并驱动它因可见的尘埃带而得名,未来的观测和理论研究将有助于检验这个想法。”
同时,M64可以帮助我们了解恒星晕是如何形成的。能够计算现已消耗的卫星星系之前的轨道运动可以帮助重现 M64 的光晕演化,为这些神秘结构的生长提供有价值的见解。
该团队的研究已被接收天体物理学杂志通讯,并且可以在arXiv。