我们的隔壁邻居是一个食人者。在遥远的过去,仙女座星系吞噬了至少两个其他星系,将它们的恒星纳入其银河晕中。现在,天文学家第一次识别了这些恒星,并追踪它们到数十亿年前的单个星系合并。
这不应该让人感到意外。我们自己的银河系表演同样贪婪行为的痕迹,更多的比一次;过去的证据也暗示了仙女座银河般贪婪的胃口。
但这是第一次使用此类直接证据来确定仙女座遥远过去的多次碰撞事件。
“我们一直在努力绘制这些较小星系被摧毁后的恒星碎片。当我们绘制晕中物质的图片时,我们可以与我们的理论模型进行比较,看看我们是否真正了解星系是如何形成的, ”悉尼大学的天体物理学家杰兰特·刘易斯告诉 ScienceAlert。
“我们开始寻找历史性的碰撞,但我们没想到会看到我们发现的签名。”
这个特征是在密集的球形恒星团中发现的,这些恒星被称为球状星团经常闲逛的光环大星系的引力影响范围,在相对平坦的轨道平面上方和下方延伸。
仙女座星系距离银河系大约250万光年。从这个距离解析球状星团的运动并不是一件容易的事。
提示泛仙女座考古调查;多年来,它一直使用加拿大-法国-夏威夷望远镜在莫纳克亚山。
(麦基等人,《自然》,2019)
通过这些深入的观察,研究小组能够辨别仙女座光环中的各个球状星团。然后,更大的望远镜——双子座天文台和 WM 凯克天文台——揭示了这些星团在光环内的运动。
两组不同的星团正在以一种非常非常不寻常的方式绕轨道运行,如果它们是在上述光环内形成的话,那将是非常非常不寻常的。这表明它们是从其他地方吸收的。
通过追踪这些轨道并推断它们随时间的推移,研究小组能够确定这些星团可能来自哪里。答案表明发生了两次不同的碰撞事件:一次发生在 7 到 100 亿年前,另一次发生在最近几十亿年之内。
在去年发表的一篇论文中,模拟建议大约 20 亿年前,仙女座星系与一个巨大的星系合并;这是第一项直接根据球状星团的运动显示仙女座星系蚕食其他星系证据的研究。
新的研究对于仙女座的进食量更为保守。
刘易斯说:“被吞噬的星系比仙女座星系还要小,甚至可能是一群矮星系,但它们的总质量远小于仙女座星系的数千亿颗恒星。”
“[确定它们]的年龄是一件比较棘手的事情,因为仙女座星系是由这些东西组成的,它已经存在了大约 100 亿年。两者都有老恒星,也有最近形成的年轻恒星。”
但还有其他未解之谜。星团的轨道表明这两个矮星系来自完全不同的方向。
被摧毁的星系与仙女座周围卫星矮星系现在奇异的排列之间的明显排列表明,被蚕食的矮星系是沿着仙女座星系注入的。宇宙网,连接星际空间的巨大细丝网络。
这是一个奇怪的发现,研究人员尚未确定它如何符合我们的银河演化模型。
刘易斯告诉《ScienceAlert》:“我们必须弄清楚这两个不同吸积事件的特征是否是我们在理论中所期望的。”
“我确信这将引发这一领域的新研究,因为人们试图找出我们的结果是否符合预期,或者星系演化物理学(甚至我们的物理学知识)中是否缺少某些东西。”
但别担心——有一件事没有改变。仙女座星系和银河系仍处于碰撞过程中未来几十亿年的某个时候(尽管确切的时间表可能仍然有一些问题)。
确定仙女座星系吞噬了多少个星系以及它们有多大,可以帮助我们弄清楚哪个星系将获胜,即使我们已经不在身边看到它了。
该团队的研究成果发表于自然。