600余个星系界“怪咖”现身 身世或与大质量星系并合有关

2020年09月21日 admin 阅读(33)

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在我们生涯的银河系中,地球只是一个绝不起眼的灰尘。对于通俗人来说,银河系是大是小、周围“邻人”多不多、星系空间是否“拥堵”都与我们关系不大,但这些却深深地吸引着天文学家的眼光。由于星系差异特征的背后,很可能蕴藏着其形成的线索。

事实上,星系与星系之间差异很大,有的星系内部极端紧凑、有的星系则松松垮垮,这些“新鲜”的星系是若何形成的?一直以来科学家都在寻找谜底。9月10日,一篇揭晓在《天体物理学》杂志上的论文,或许能够辅助我们进一步展现这些极端星系的成因。

迄今最大超致密矮星系样本

“超致密矮星系(UCDs)是一类2000年左右才被发现的天体。”该论文第一作者、上海交通大学物理与天文学院副研究员刘成则在接受科技日报记者采访时示意,超致密矮星系的质量和巨细介于星团和矮星系之间,填补了星团和矮星系之间的空缺,因其内部恒星系统极端致密而得名。超弥散星系(UDGs)则是星系里的另一种极端——其恒星系统松散,密度异常低,同样是最近的研究热门。

和银河系这样的旋涡星系相比,受限于考察装备和条件,无论是超致密矮星系照样超弥散星系,考察样本都异常小,这就给研究极端密度星系带来了客观的难题。

作为星系里的“少数派”,科学家又是若何判断它们的巨细或密度呢?刘成则先容道,若是星系处在相似的距离上,天文学上一样平常用星系的张角来判断星系的巨细。星系的张角与其距离成反比,一个星系,离我们越远,它的张角也就越小。超致密矮星系的典型物理尺度为25秒差距左右,若是想考察室女星系团里的超致密矮星系,相当于在乌鲁木齐考察上海东方明珠上的一枚硬币。

而星系的密度一样平常很难直接考察到,天文学家通常用面亮度,即单位面积上星系的亮度来判断星系的密度。面亮度越亮,星系的密度越高,反之则密度越低。

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在此次研究中,研究人员行使下一代室女星系团巡天(NGVS)的数据,在室女星系团内寻找到600多个超致密矮星系,这也是迄今最大的超致密矮星系样本,同时也是第一个在星系团尺度上完整的超致密矮星系样本。

刘成则示意,大样本量具有两个优势,一是可以举行可靠的统计分析,二是有更大概率找到具有特殊性子的超致密矮星系,这对研究超致密矮星系的起源有着主要的意义。

极端密度来源于星系并合

与其他星系相比,这些在密度上极端差异的星系另有哪些新鲜的特征?“每一类型的星系都有各自的特点。除密度外,超致密矮星系和超弥散星系的暗物质含量也与其他星系差异。”刘成则解释道,现在主流看法都以为星系处在暗物质晕中,然则超致密矮星系至今没有发现有暗物质的证据。而超弥散星系的情形更庞大,有些暗物质含量超高,好比有的超弥散星系巨细和总质量与银河系相当,然则其恒星质量却只有银河系的1%。也有一些超弥散星系没有考察到暗物质。

作为宇宙中已知最致密的星系,超致密矮星系确实有些与众差异。此前就有报道称,天文学家首次在超致密矮星系中央发现了质量约为2100万倍太阳质量的超大质量黑洞。最小星系却拥有超大质量黑洞,刷新了人们的认知。

此次研究还发现,有些超致密矮星系被暗弱的恒星晕笼罩;少数超致密矮星系还保留有潮汐尾等星系并合时代发生的结构;并发现了从通俗矮星系到超致密矮星系的形态演化序列……“这些研究结果均解释超致密矮星系可能起源于质量更大的星系,这些星系的外层在并合历程中被剥离,剩下的星系核即为我们现在考察到的超致密矮星系。”刘成则解释道,星系的并合历程与所处环境亲切相关,环境密度越高,发生并合的概率越大。而研究人员在室女星系团内发现超致密矮星系和超弥散星系都倾向于集中在星系团焦点等致密环境,也进一步印证了它们的形成与所处环境及星系的相互作用有亲切的关系。

刘成则示意,现今的星系形成和演化模子另有待完善,而超致密矮星系和超弥散星系这两类极端性子星系,是星系形成和演化图景的两块拼图,相关研究对完善星系形成和演化的整体框架有主要意义。

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