未解之谜 银河系「山脉」现踪 成因仍...

银河系「山脉」现踪 成因仍是谜

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【新三才首发】对我们来说,夜空的星星可能看起来像是随机飞溅,但天​​文学家们正在了解到,在我们银河系的某些区域,恒星已经聚集成类似地球上的特征——溪流、波浪、拱门和山脉。

构造活动,创造了地球的各种各样的特征,但科学家并不确定是什么机制让银河系中的恒星形成这样的模仿物。现在,研究人员正在推论成因,包括来自银河系外部的力量。然而,真正的原因,很可能是银河系本身。

科学家们将银河系描述为一个被遮断的旋涡星系——基本上形状像颗荷包蛋,星星呈现如风车叶片般分布。但细部去观察,会发现隐藏在这个银河系形貌中的更多细节。

自2013年以来,一个名为盖亚的欧洲航天局代表团对银河系进行了普查,目标是编制超过10亿颗恒星。利用2018年4月发布的关于精确测量恒星位置和运动的新数据,以及另外5.5亿个星体,天文学家现在可以探索具有新维度的星系。

虽然这些银河系的探索已经发现了新的地形,例如那些山脉和拱门形状,但科学家们还无法完全解释这样的恒星结构是如何形成的。由澳大利亚悉尼大学的天文学家领导的一个小组决定尝试在计算机模型中重建他们在星星中看到的一些特征。

研究人员专注于银河系中的一系列八个山脊,它们像山脉一样折叠起来。盖亚的数据显示,在银河系盘的中间层夹在一起的山脊,每个山脊上都有独特的星星系列。使用来自分析恒星成分的另一个任务的数据,他们注意到所有的恒星都具有与太阳相似的元素组成。由于元素组成可以提示恒星年龄,这告诉他们这些年轻恒星并没有像老恒星那样分散,这有助于理解恒星山脊是如何形成的。

关于如何创建这种山脊和其他特征的理论分为两类:内部和外部。一些理论认为内部星系机制是形成银河地理的关键。例如,重力相互作用,可能产生共振波,从较小的物质中产生更大的物质团块。或者,星系中的恒星,气体和尘埃之间的摩擦可以导致这些地形特征的产生,就像洗衣机中的衣物在清洁过程中彼此移过一样时纠缠在一起一样。其他理论提出,一些外部特征像另一个小矮星系一样穿过银河系,这就是星星皱折起来的原因。(想像一下,这个理论就像你在穿过地毯的时候拖着你的脚,而使地毯折叠起来。)

该团队使用这些内部和外部过程的计算机模拟来查看是否可以在不同条件下重建恒星的分布。他们发现,通过称为相混合的内部过程,脊部与孤立区域中产生的脊更紧密地匹配,其中螺旋臂随时间的变化,恒星组逐渐混合,如搅拌鸡尾酒一样。此外,在山脊中存在的年轻恒星没有像老恒星一样散射,也表明附近的力量是这些特征的来源。在模拟被一个过往星系重力撞击的区域时,结果显示出比银河系中看到的更高的山脊。

因此,山脊的高度「可能是区分内部和外部过程的一种方式。」悉尼大学的天文学家,新论文的主要作者Shourya Khanna说。

但是仍然存在一些局限性。研究人员尚未在模拟中模拟气体,这可能会影响结果。研究发现,附近的星系曾经穿过我们的银河系。研究表明,可能是这种类型的外部相互作用产生恒星流,而内部过程——如相混合——则对形成山脊更有影响。随着许多恒星已经建立起目录,盖亚将可进一步为天文学家提供更多关于塑造我们银河系令人惊叹形貌力量的线索。

(编译:王明真)

(责任编辑:姜启明)

(文章来源:新三才首发)

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