2020-02-21 10:21:02
帽檐银河的光环超越了边缘暗示着过去的动荡

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来自美国宇航局哈勃太空望远镜的新数据令人惊讶,这表明草帽星系盘的光滑,稳定的“边缘”可能掩盖了动荡的过去。哈勃望远镜的敏锐度和灵敏度解析了阔边帽广阔而延伸的光晕中成千上万颗单独的恒星,该区域超出了银河系中心部分,通常由较老的恒星组成。这些对阔边帽的最新观测正在颠覆传统理论,显示出光环中只有一小部分较旧的,金属贫乏的恒星,以及通常仅在星系盘和中央发现的意想不到的大量富金属恒星凸。过去的大型星系合并是一个可能的解释,尽管庄严的阔边帽没有显示最近大规模星系合并的任何混乱证据。

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所(STScI)的保罗·古德弗鲁伊(Paul Goudfrooij)说:“草帽星系一直都是一个奇怪的星系,这使它如此有趣。” “哈勃的金属度测量(即恒星中大量的重元素)再次表明,草帽星有很多关于银河系组装和演化的知识。”

STScI的共同研究人员罗杰·科恩(Roger Cohen)补充说:“哈勃对阔边帽光环的观察正在改变我们对星系构成和金属性的普遍接受的理解。”

长久以来,草帽星系(M104)一直是天文学家和业余天空观察者的最爱,其宽阔的星系(M104)现在在其奇怪的故事中有了新的篇章—富含金属的恒星的光环扩大了,几乎没有预期的金属在其他星系的光环中观察到的较差的恒星。研究人员对哈勃望远镜的数据感到困惑,他们转向了复杂的计算机模型,以为解释传统银河理论令人困惑的解释提供解释。这些结果表明,尽管阔布雷罗雄伟的结构没有最近破坏的迹象,但在银河系过去进行大规模合并的可能性同样令人惊讶。不寻常的发现和可能的解释发表在天体物理学杂志上。

古德弗鲁伊说:“缺少金属贫乏的恒星是一个很大的惊喜,而丰富的金属富裕的恒星只会使这个谜团更加神秘。”

与星系主盘中拥挤的恒星城市相比,天文学家期望在星系的光晕中找到更早的恒星,这些恒星的重元素较少,称为金属。元素是通过恒星的“生命周期”过程产生的,并且星系中有恒星经过此周期的时间越长,气体中的元素越丰富,由该气体形成的恒星的金属化程度就越高。这些年轻的,高金属化恒星通常出现在星系的主圆盘中,那里的恒星群密度更高-传统观点也是如此。

使事实复杂化的是,存在许多古老的,金属贫乏的球状星团。预计这些较老的,金属贫乏的恒星最终会移出它们的星团,并成为普通恒星晕的一部分,但该过程似乎在阔布雷星系中效率不高。研究小组将他们的结果与最近的计算机模拟进行了比较,以了解银河系晕圈中这种意外的金属度测量的起源。

结果也超出了预期,表明数十亿年前未受干扰的草帽发生了重大的增产或合并事件。与我们的银河系不同,银河系被认为吞噬了数十亿年的所谓“次要”附属物中的许多小型卫星星系,而主要的附属物是两个或两个以上类似的大型星系合并而成,这些星系富含后代,更高金属的恒星。

卫星星系仅包含低金属性恒星,这些恒星主要来自大爆炸中的氢和氦。较重的元素必须通过核合成在恒星内部进行烹饪,并结合到后代恒星中。这个过程在矮星系(如银河系周围的星系)中无效,而在更大,更进化的星系中则更为有效。

Sombrero的结果令人惊讶,因为其光滑的盘片未显示任何破坏迹象。相比之下,众多相互作用的星系,例如标志性的天线星系,由于其相互作用的潮汐力而从其螺旋臂变形的外观中得名。相似质量的星系的合并通常会合并为具有扩展光晕的大型,光滑的椭圆形星系,此过程需要数十亿年的时间。但是,宽草帽从未完全符合螺旋星系或椭圆星系的传统定义。它介于两者之间–混合。

对于这个特定项目,团队选择Sombrero主要是因为其独特的形态。他们想找出随着时间的流逝,这种“混合”星系是如何形成和组装的。晕球金属性分布的后续研究将使用距离阔边帽类似的几个星系进行。

研究团队期待未来的观测站继续对Sombrero的意外特性进行调查。宽视场红外勘测望远镜(WFIRST)的视野是哈勃望远镜的100倍,将能够捕获星系晕的连续图像,同时还能在红外光中拾取更多的恒星。詹姆斯·韦伯太空望远镜也将因其类似哈勃的分辨率和更深的红外灵敏度而非常有价值。

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