自从盖亚卫星开始以迄今为止最高精度在三维空间绘制银河系地图以来,我们已经了解了很多关于我们家乡银河系暴力过去的信息。
好斗的食人者碰撞并吞没了,多个其他星系超过其136亿年寿命。 其中最大的是盖亚-土卫二矮星系(又名“盖亚-土卫二”矮星系)盖亚香肠),发生在大约 100 亿年前,被认为是银河系结构中一个称为厚盘的奇怪特征的原因。
然而现在看来,情况可能并非如此。 天文学家研究了另一个具有厚盘的星系,并确定它的演化不是灾难性的事故,而只是螺旋星系生长的一种非常正常的方式。
“我们的观察表明,银河系的薄盘和厚盘并不是由于巨大的混搭而产生的,而是星系形成和演化的一种‘默认’路径,”天文学家尼古拉斯·斯科特说ARC 3 维天空天体物理卓越中心 (ASTRO 3D) 和澳大利亚悉尼大学的合作。
“根据这些结果,我们认为具有银河系特殊结构和性质的星系可以被描述为‘正常’星系。”
如果你把银河系想象成一个汉堡,就很容易理解厚盘和薄盘。 这个薄薄的圆盘大约有 400 光年厚,含有气体、尘埃和恒星,类似于汉堡肉饼; 这个厚厚的圆盘延伸至1000光年,只包含恒星,就像汉堡包一样。
在薄薄的圆盘上,你可以找到所有年轻的恒星,金属含量也更丰富,尽管它包含各个年龄段的恒星。 厚厚的圆盘中星体更加稀疏,并且仅包含年龄超过约 100 亿年的恒星。
这一特征只在一些螺旋星系中可见,天文学家并不真正知道它们是如何到达那里的,但根据盖亚数据,天文学家团队以为他们已经明白了。 他们追踪了银河系光晕中星团的运动及其化学成分,发现它们起源于银河系之外。 随后的模型表明,将这些恒星送入银河系的星系合并也加热了先前存在的薄盘,使其膨胀成更厚的盘。
尽管我们已经看到了其他具有厚盘的螺旋星系,但无法判断这些结构是否具有与银河系相同的恒星分布。 进入一个名为 UGC 10738 的螺旋星系,距离我们 3.2 亿光年。
您可以根据恒星的化学成分大致判断其年龄。 较年轻的恒星比较老的恒星含有更多的金属,因为这些元素在银河系中并不存在,直到一代或两代恒星通过恒星产生它们。较轻的元素。
恒星的化学成分也可以从它们的光谱中读取——一些波长更亮或更暗,具体取决于存在的元素。
无法真正研究遥远星系中的单个恒星; 它们距离我们目前的技术能力来说太遥远了。 我们能做的就是研究来自不同区域的光,并确定这些区域中的恒星总体类型。
这就是 UGC 10738 成为研究厚盘的出色实验室的原因。 它的边缘面向我们,让我们能够非常干净、清晰地看到薄盘和厚盘结构——我们实际上可以辨认出汉堡和小圆面包,并将光线从每个部分分开。 这就是斯科特的团队所做的,他们使用了位于智利的欧洲南方天文台强大的甚大望远镜。
“使用一种称为多单元光谱探测器(MUSE)的仪器,我们能够评估恒星厚盘和薄盘中的金属比率,”天文学家杰西·范德桑德说ASTRO 3D 和悉尼大学的合作。
“它们与银河系中的星系几乎相同——古老的恒星在厚的圆盘中,年轻的恒星在薄的圆盘中。我们正在观察其他一些星系来确定这一点,但这是这两个星系演化的有力证据以同样的方式。”
这并不意味着银河系没有与其他星系发生过任何争斗,当然也不意味着盖亚香肠合并从未发生过(还有大量其他证据证明这次遭遇)。 但这似乎确实表明盖亚香肠并不是造成厚圆盘膨胀的原因。
“人们认为银河系的薄盘和厚盘是在一次罕见的剧烈合并后形成的,因此可能不会在其他螺旋星系中发现,”斯科特说。
“我们的研究表明,这可能是错误的,它是在没有灾难性干预的情况下‘自然’演化的。这意味着银河系类型的星系可能非常常见。这也意味着我们可以使用现有的非常详细的银河系观测作为工具来更好地分析更多更遥远的星系,由于显而易见的原因,我们也看不到。”
虽然这让我们在确定银河系厚盘膨胀的原因方面有些落后,但它使我们对厚盘和整个螺旋星系演化的研究取得了进展。
现在该团队已经证明可以在空间上解析其他星系的化学分布,他们计划将他们的技术应用于类似星系的样本,看看他们的发现是否成立。
该研究发表于天体物理学杂志通讯。