12 6 月, 2024

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韦伯和盖亚任务如何为星系形成提供新视角

韦伯和盖亚任务如何为星系形成提供新视角
放大 / 美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示了蛇夫座 Rho 云复合体,这是距离地球最近的恒星形成区域。

在银河考古学的突破中,天文学家正在使用更详细的信息来追踪我们银河系的起源,并了解其他星系在宇宙早期是如何形成的。 使用盖亚和詹姆斯·韦伯等强大的太空望远镜,天文学家可以回到过去并瞥见一些最古老的恒星和星系。 在盖亚关于银河系内恒星位置和运动的数据和韦伯对宇宙年轻时形成的早期星系的观测之间,天文学家正在了解星系是如何聚集在一起的,并做出了惊人的发现,表明早期宇宙更加拥挤和拥挤。比任何人之前想象的都要明亮。

银河系最古老的碎片

在最近的一篇论文中,研究人员利用盖亚太空望远镜发现 两道星流名为夏克提(Shakti)和湿婆(Shiva)的总质量约为 1000 万个太阳,被认为在约 120 亿年前融入了银河系。

这些溪流甚至在银河系具有盘或旋臂等特征之前就已经存在,研究人员相信它们可能是银河系演化过程中最古老的组成部分。

马克斯·普朗克天文学研究所 (MPIA) 的首席研究员卡亚蒂·马尔汉 (Khayati Malhan) 表示:“有趣的是,我们能够探测到这些远古时代的结构。” 引力,基本上形成了原银河系。

这发生在宇宙还很年轻的时候,第一个星系仅在大约 130 亿年前形成。 当这些恒星群聚集在一起形成银河系时,人们就他们加入的恒星群是否可以被称为星系展开了争论。 虽然对于给定质量的恒星聚集在一起存在广泛的引力要求,但对于何时将恒星团称为星系的开始并没有精确的定义。

“什么时候一座城市才是一座城市?” 共同作者、同样来自 MPIA 的 Hans-Walter Rex 说道。 “这就是为什么星系形成没有纪元。这是一个连续的过程。”

银河系作为测试用例

关于星系形成有很多知识,因此从我们自己的银河系开始作为测试案例是有意义的。 雷克斯说,银河系是一个“非常普通的星系”。 与宇宙的其他部分相比,“一半的恒星生活在较大的星系中,一半的恒星生活在较小的星系中”。

银河系之所以有用,是因为我们拥有独特的进入它的途径,能够看到其中的单个恒星。 这意味着研究人员可以识别出似乎起源于相似年龄和重元素水平的大型恒星团。 通过观察每个星团,他们可以追踪星系是如何组合在一起的。

恒星进入星系有两种主要方式。 第一种情况是,现有星系内分散有大量气体云,这些气体凝结,从而在其中形成恒星。 或者,卫星星系中形成的恒星也可以被拉入母星系。

今天,我们看到的恒星大多是在气体云内部形成的,我们今天看到的恒星中大约 90% 都是这样形成的。 但在早期宇宙中,卫星吸积的选择更为重要,因为这一时期的大多数恒星被认为已经形成团块,然后被吸入新生的银河系。

为了了解银河系的历史,天文学家需要追踪这些星团的起源,并找出是什么吸引它们来到我们今天所知的星系。 雷克斯说:“我们的一个大目标是,我们能否一起重建这些碎片的早期吸积事件?”

利用盖亚数据,研究人员能够选择位于星系中心的具有相似轨道的恒星群。 它大约位于地球和银河系中心之间的中间,以围绕银河系中心旋转的厚壁环面的形式存在。

研究人员怀疑,他们发现的这两股恒星流是银河系的最后部分,在卫星吸积阶段被吸收,此后银河系内的恒星形成成为恒星加入银河系的主要驱动力。 雷克斯说:“沙克蒂和湿婆似乎是早期阶段的最后一步,当时大部分都是零散的组合在一起。”

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