科学家从百亿年前的残骸判断:银河系曾与“香肠系”大碰撞

 大约80至100亿年前,年轻的银河系遭遇了迄今为止最大的一次撞车事故。较小的矮星系“香肠系”撞入银河系,很快就分崩离析。但这次碰撞永久性地重塑了银河系银盘的结构,中心的球状隆起和外围的光晕都与此相关。而且,“香肠系”并非尸骨无存,它的一些残骸在银河系内遗留至今。

 

一个国际团队近日在《皇家天文学会月刊》、《天文物理学快报》和预印本网站上发表了一系列论文描述这个历史事件,展示他们找到的证据。

 

银河系和“香肠系”碰撞想象图。
 
英国剑桥大学主导了其中数项研究。他们使用的数据来自欧空局2013年12月发射的盖尔(Gaia)卫星。该卫星详细地绘制银河系的三维地图,以前所未有的准确度记录系内天体的分布情况,以及穿越银河系的过客们。

 

“香肠系”得名于大碰撞后留下的恒星们的狭长轨道,它们几乎是径向的,即沿着银河系半径的方向,很靠近银心。剑桥大学的Vasily Belokurov说道:“这个证据告诉我们,当时矮星系是从一个非常刁钻的角度撞进来的,它无处可逃。”所谓矮星系,是宇宙中一类光度最弱的星系。

 

剑桥大学的Wyn Evans也解释道:“我们绘制出了这些残留恒星的速度图像,一个香肠形象跃然纸上。较小的星系解体后,它的恒星们被甩到了这些接近径向的轨道上。”

 

英国萨里大学的Denis Erkal数字化地模拟了碰撞过程。来自“香肠系”恒星轨道进入狭长的轨道后,被处于增长状态的银盘进一步拉长。

 

我们居住的银河系不断与其他星系发生碰撞,也撞过射手座的矮星系,但与“香肠系”的碰撞是迄今为止最大的一次事故。“香肠系”的星体、气体和暗物质质量加起来达到了太阳的100亿倍,具有很大的破坏力。当它穿刺般地冲进银河系,整个银盘可能都凸了起来,甚至“骨折”了。

 

“香肠系”的残骸散布在银河系内部,帮助形成了银心球状隆起的“核球”和围绕核球的恒星晕。

 

银河系核球想象图。
 
此外,国际研究团队还发现了至少8个被“香肠系”带进银河系的球状星团,这也暗示了“香肠系”的体量:小星系里通常没有球状星团。

科学家从百亿年前的残骸判断:银河系曾与“香肠系”大碰撞

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