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銀河系可能在地球壽命內與巨大的物體相撞

2024-06-13科學

由於與其他星系的碰撞和合並,銀河系的質素只有它的質素。這是一個混亂的過程,我們看到整個宇宙中的其他星系也發生了同樣的事情。

目前,我們看到銀河系正在蠶食它的兩個衛星星系,大麥哲倫星雲和小麥哲倫星系。它們的命運很可能已經註定,它們將被吸收到我們的星系中。

研究人員認為,上一次大合並行生在銀河系遙遠的過去,在80億至110億年前。但新的研究強化了這一觀點,即它是最近才出現的:不到30億年前。

球狀星團的影像

這是哈伯太空望遠鏡拍攝的球狀星團NGC 2808的照片。它可能是蓋亞香腸的舊核心。

這一對我們銀河系歷史的新見解來自歐空局的蓋亞任務。蓋亞號於2013年發射,目前正忙於繪制10億個天文物體的地圖,其中大部份是恒星。它反復測量它們,建立對它們位置和運動的精確測量。

發表在【皇家天文學會月報】上的一篇新論文介紹了這一發現。這本書的標題是「‘最後一次重大合並’的碎片是動態年輕的」。主要作者是阿拉巴馬大學亨茨維爾分校物理學和天文學博士後研究員Thomas Donlon。Donlon多年來一直在研究銀河系的合並,並行表了其他關於這一問題的工作。

每當另一個星系與銀河系碰撞並融合時,就會留下褶皺。」皺紋顯然不是一個科學術語。它是幾種形態的總稱,包括相空間折疊、焦散、人字形和殼層。

這些褶皺在銀河系內的不同恒星群中移動,影響恒星在太空中的移動方式。透過非常精確地測量這些恒星的位置和速度,蓋亞可以探測到褶皺,這是最後一次大合並的銘印。

主要作者Donlon在一份新聞稿中說:「隨著年齡的增長,我們的皺紋會越來越大,但我們的研究表明,銀河系的情況恰恰相反。它有點像宇宙中的Benjamin Button,隨著時間的推移,皺紋會變少。」。

「透過觀察這些褶皺是如何隨著時間的推移而消散的,我們可以追溯銀河系上一次發生大碰撞的時間——事實證明,這比我們想象的晚了數十億年。」

了解銀河系最後一次大合並的努力涉及不同的證據。其中一個證據,連同褶皺,是恒星遵循高度偏心軌域的富含鐵/氫的區域。

恒星的鐵/氫比率是一種化學指紋,當天文學家發現一組具有相同指紋和相同軌域的恒星時,這就是共同起源的證據。這群恒星有時被稱為「飛濺」飛濺中的恒星可能起源於富含鐵/氫的祖先。它們有著奇怪的軌域,從周圍環境中脫穎而出。天文學家認為,它們被加熱,軌域發生了變化,這是合並的副產品。

對於所有的合並證據,有兩種相互競爭的解釋。

其中一種說法是,一個名為蓋亞-索薩奇/恩克拉多斯(GSE)的祖矮星系在80億至110億年前與MW原盤相撞。另一種解釋是,一種名為室女座徑向合並(VRM)的事件是內暈中恒星的原因。那次碰撞發生在最近,不到30億年前。

作者在論文中解釋道:「這兩種情況對局部相空間中的可觀測結構做出了不同的預測,因為碎片的形態取決於其相混合的時間。」。

MW中的褶皺在2018年的Gaia數據中首次被發現,並在本文中介紹。

該研究的第一作者Teresa Antoja在2018年表示:「我們觀察到了不同形態的形狀,比如類似蝸牛殼的螺旋。由於歐洲航天局Gaia衛星帶來的數據具有前所未有的精度,首次觀察到了這些亞結構的存在。」。

但自2018年以來,Gaia釋出了更多數據,並支持最近的合並場景,即處女座徑向合並。這些數據表明,皺紋比早期的數據和基於此的研究表明的要普遍得多。

倫斯勒理工學院的合著者Heidi Jo Newberg說:「要想讓恒星的皺紋像蓋亞數據中顯示的那樣清晰,它們一定是在不到30億年前加入我們的——比之前認為的至少晚了50億年。」。

如果這些褶皺要古老得多,並且符合GSE合並的場景,那麽它們將更難辨別。

「每當恒星在銀河系中心來回擺動時,就會形成新的恒星褶皺。如果它們在80億年前加入我們,那麽在旁邊就會有很多褶皺。」