麥哲倫星流質量超乎模型預測 10 倍,新假設釐清原因

作者 | 發布日期 2020 年 09 月 10 日 16:50 | 分類 天文 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


數十億年前開始,大、小麥哲倫星雲開始繞著銀河系運轉,並在銀河系潮汐力作用下拉出一條巨大的氣體流結構,稱為麥哲倫星流。但時至今日,這條星流變得越來越龐大,已超過太陽質量 10 億倍,讓天文學家極其茫然。現在威斯康辛大學麥迪遜分校團隊發現,這條星流本身可能是星雲外圍的「暈」,充當著繭發揮保護作用,避免麥哲倫雲核心直接受銀河系影響。

大麥哲倫星雲、小麥哲倫星雲(合稱麥哲倫雲)距離銀河系分別 16.3、20.6 萬光年,在南半球的天空中看起來呈現支離破碎、模糊的景象,它們是銀河系的衛星星系,在銀河系潮汐力拉扯下促使它們變形、形成一條連接銀河系與麥哲倫雲的氫氣流,稱為麥哲倫星流(Magellanic Stream),於 1972 年首度被天文學家發現。

1980 年代科學家建立出麥哲倫星流模型,這是一條橫跨近夜空一半的巨大氣體結構,各種模型表明麥哲倫星流來自化學性質相似的麥哲倫雲,並逐漸加入銀河系引力、潮汐力(有些模型是以衝壓力做為星雲剝離機制)、銀河系暈阻力、氣體動力學等條件讓模型趨於成熟。

模型很大程度上可以解釋星流的大小與形狀,唯一美中不足的是無法解釋星流的質量。

近年來,天文學家觀測到麥哲倫星流的質量達太陽質量 10 億倍,但現有模型只能算出其中十分之一,表明模型已過時,我們不知這條星流的質量從哪來?如何變得如此龐大?

利用最尖端的超級電腦重新模擬,現在威斯康辛大學麥迪遜分校團隊發現過往模型缺少了一個至關重要的環節:麥哲倫雲可能其實被一層「熱光暈」氣體包圍,就像銀河系外圍也有銀暈一樣,熱氣體暈犧牲了自身約 20% 質量形成麥哲倫星流,而麥哲倫雲則在氣體暈的保護下安穩成長,如此一來就可解釋為何星流質量遠超過去模型預測。

接下來,團隊希望可以透過哈伯太空望遠鏡來檢測麥哲倫雲周圍氣體暈、驗證新模型假設。新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:威斯康辛大學麥迪遜分校