国家天文台联合发现大部分银河系矮星系刚刚进入银河系

2021年12月04日 11:19 次阅读 稿源:中国科学院国家天文台 条评论

银河系周围的矮星系通常被认为是银河系的卫星星系,就像太阳围绕着银河系中心运转一样。基于盖亚卫星(GAIA) 2020年最新释放数据研究表明,大多数的矮星系具有非常高的能力和角动量。一项由法国巴黎-默东天文台,中国科学院国家天文台和德国莱布尼茨天体物理研究所合作的研究成果表明,大多数的矮星系是刚刚进入银河系晕中。

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这项研究成果对银河系及其周边环境的研究提出了新的问题。这一研究成果发表在国际天文期刊《天体物理学报》(doi: 10.3847/1538-4357/ac27a8)。 11月24日,巴黎天文台和欧空局对这一研究成果进行了报道

在过去几十年里,银河系周围的矮星系通常被认为是已经稳定围绕银河系运转了几十亿到上百亿年的卫星星系。在很多的研究文献以及在线的天体物理课程中都存着这样的认知。利用盖亚卫星的精确数据可以对这一假设进行检验,结果是惊人的。

由法国巴黎默东天文台,中国科学院国家天文台和德国莱布尼茨天体物理研究所组成的国际研究团队,利用GAIA最新释放的迄今为止最为精确的天体物理测量数据,得到40个矮星系的三维速度信息和轨道信息。利用速度与位置信息推导了矮星系在银河系晕中运动的能量与角动量。他们发现这些矮星系的能量与角动量比银河系中的巨星和球状星团高很多。由于存在着不同的能量损失机制,分布在银河系晕中的天体会随着时间推移逐步减少能量和角动量。他们在银河系中运转时间越长,将损失越多的能量与角动量。大部分银河系的巨星来源于80到100亿年前的一次并合过程,还有一部分恒星来源于40到60 亿年前进入银河系,并被不断撕裂和拉扯的射手座矮星系(Sagittarius)。这项研究表明:大部分银河系矮星系可能是最近几十亿年内刚刚进入银河系晕中,他们具有比射手座矮星系(Sagittarius)更高的能量与角动量。由于几十亿年只相当于一个轨道周期,从宇宙学方面说这些矮星系是首次进入银河系晕中。

这一发现具有两方面意义。首先,这些“共同”进入银河系的矮星系是伴随着麦格伦星系进入银河系的,而麦哲伦云星系是首次进入银河系的。只有少部分的矮星系是银河系的长期伴随矮星系。第二个意义涉及到矮星系的暗物质问题:如果这些矮星系已经在银河系中运转了很长时间,这就需要大量的暗物质来屏蔽掉银河系潮汐影响。但是如果这些矮星系是刚刚进入银河系晕中,暗物质就不是必须的,而是需要从新评估矮星系是否处于平衡状态或者是处于解体状态。

盖亚EDR3银河系全景图,方块标记出麦哲伦云星系以及部分矮星系

银河系晕中不同成分的能量与角动量分布

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