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天文學家解開困擾半個世紀的包裹銀河系的“麥哲倫星流”之謎

紫外 / X 射線下觀測麥哲倫星流(圖自:Scott Lucchini / Colin Legg)

紫外 / X 射線下觀測麥哲倫星流(圖自:Scott Lucchini / Colin Legg)

左為觀測數據,右為 5 億年前至今的星流模擬(圖自:Scott Lucchini)

左為觀測數據,右為5億年前至今的星流模擬(圖自:Scott Lucchini)

(神秘的地球uux.cn報道)據cnBeta:我們所在的銀河系,被一團稱作“麥哲倫星流”的氣體所包裹。然而它的神秘起源,已經困擾天文學界有50年之久。有觀點認為,銀河系在早期蠻荒時代發生過一些混亂的事件,比如可能吞沒了另一個名為“蓋亞-恩克拉多斯”的星系。距今大約24億年的這場事件的一個證據,就存在于繞銀河系中心盤的巨大球形空間區域(即“暈輪”)中。

天文學家在1970年首次發現了這條“絲帶”的存在,并將之命名為麥哲倫星流。研究人員認為,它是從數十億年前的兩個矮星系(大麥哲和小麥哲倫星云)中撕裂而來。

上述星系包含了數十億顆繞著銀河系運轉的恒星,并受到了其巨大引力的束縛,每隔十億年就完成一次完整的“擺動”。

然而悉尼大學天體物理學家Joss Bland-Hawthorn認為,星流的主要組成部分為“冷熱氣體”,其中所含的恒星數量極少,使之顯得很不正常。

幾十年來,這個問題一直困擾著人們。太空望遠鏡科學研究所的天文學家Andrew Fox,更是將之稱作“半世紀難題”。

先前的研究,已經能夠揭開星流的大小和形狀,但難以評估其所含的質量(大約十億個太陽質量)。然而通過建模,我們只能解釋其中的十分之一。

這條宇宙絲帶究竟緣起何處?又是如何變得如此龐大的呢?為揭開謎底,由Bland-Hawthorn和Fox組成的國際團隊,已于本周三在《自然》雜志上公布了他們的研究結果。

借助尖端超算來模擬,研究團隊認為他們可以回答這個問題。因為此前的建模,未考慮一個有助于解釋缺失質量的至關重要的因素。

由于麥哲倫星云本身足夠大、被熱的“光暈”氣體包圍(就像銀河系),其被形象地稱作“麥哲倫之冠”(Megellanic Corona)。

悉尼大學天體物理學家Thorsten TepperGarcía補充道,結合我們對銀河系基本形成理論的理解和預測,那些質量超過大麥哲倫星云的星系,幾乎都可在周圍看到此類光暈。

基于此,研究團隊認為星流的形成可分為兩個階段。首先,在與銀河系相會之前,麥哲倫星云就已經與之共舞了很久,兩者彼此環繞。

后來的數十億年時間里,大麥哲倫星云憑借自己的引力,從其它較小的星系那里吸走了較冷的氣體,使之變暖并產生了熱氣暈。

接著其被銀河系的引力所俘獲,一些氣暈落入了銀河系、被拉伸并涂抹在了銀河系的外邊緣。這些熾熱的光環,還解釋了麥哲倫星系形成的另一個因素。

2007年的時候,Bland-Hawthorn及其團隊開展的一項研究表明:當星流撞擊銀河系的熱光環時,星流本該“淡出”,但事實并非如此。

這項新研究表明,麥哲倫星云周圍對星流有保護作用,可將銀河系的熱氣體推開,防止其撞到星流并使之褪色。

Bland-Hawthorn表示,這項工作重新定義了氣體是如何吸積到銀河系,并形成未來恒星的儲備層的。

下一步,他們將利用遙遠、但非常明亮的星系,來評估麥哲倫之冠的存在和明確其元素成分。




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