銀河系早年曾與一「香腸星系」碰撞,並因此永久改變結構

作者 | 發布日期 2018 年 07 月 06 日 16:56 | 分類 天文 , 尖端科技 , 自然科學 follow us in feedly

銀河系內部凸起、外部銀暈包圍的結構長期讓天文學家感到困惑,現在我們可能知道原因了。一項國際新研究指出,約 80 億至 100 億年前,某個未知矮星系撞進我們的銀河系,沒有倖存下來,它支離破碎、殘骸散落四周,並因此永久改變銀河系的結構。



該團隊由英國劍橋大學、美國卡內基美隆大學、紐約熨斗研究院(Flatiron Institute)天體物理學計算中心等專家組成,利用蓋亞太空望遠鏡(Gaia)和史隆數位巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS,註)數據繪製恆星的速度、軌跡與位置,劍橋大學天文學家 Vasily Belokurov 說,一場古老而劇烈的星系衝撞細節就藏在恆星的速度與化學成分內。

歷史上也曾有許多矮星系在途中落入銀河系,比如 1 億年前銀河系角落可能有過一次小合併,碰撞的漣漪「像鐘聲一樣響起」,甚至銀河系現在也正與人馬座矮橢球星系(Sagittarius dwarf galaxy)融合,但 80 億至 100 億年前的這場崩潰是重塑銀河系結構的決定性事件。儘管和銀河系比起來,香腸矮星系規模算小巫見大巫,但其總質量也超過太陽質量百億倍。

此次碰撞中,銀河系將香腸矮星系完全撕成肉末,基本上已算完全消失,只剩下一些合併後的遺留物──軌道變得超級極端的恆星可供追查。但矮星系的穿刺也害得銀河盤面膨脹破裂,為此銀河系盤面必須重新生成,此時香腸星系的碎片散落在銀河系內部,導致重塑後銀河系內部凸起、盤面周圍形成銀暈。

目前,矮星系帶進來的恆星與銀心距離都大致相同、高離心率軌道特性與太陽系內的彗星相差無幾,隨著盤面拉伸,其軌道也進一步拉長,就像針一樣。不過如果你想從底下數據圖發現這些恆星,嗯,可能要發揮一點想像力。

(Source:熨斗研究院天體物理學計算中心

透過這些數據,天文學家能回溯銀河系遙遠的過去,也可以預測未來面貌。40 億年內,仙女座星系將與銀河系緩慢碰撞併合,銀河系形狀或許又會因此而改變。新論文發表在《皇家天文學會月刊》。

註:史隆數位巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)是使用阿帕契點天文台 2.5 公尺口徑望遠鏡進行的紅移巡天計畫,目的是觀測 25% 天空範圍,獲取超過 100 萬個天體的多色測光資料和光譜數據。

(首圖來源:卡內基美隆大學