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模拟显示:星系际碰撞赋予银河系旋臂结构

发布时间:2011年09月30日 13:44 | 进入复兴论坛 | 来源:人民网


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  人马座矮星系和银河系之间的碰撞使银河系产生了标志性的旋臂,天文学家在《自然》上如是报告了最新的超级计算机模拟结果。

  人马座矮星系和银河系之间的碰撞已经不是一个新概念,以前的跟踪恒星轨道运动的观测就揭示了它以前和银河系碰撞过两次,但是研究通常聚焦在较小的矮星系方面。相反地,加州大学的博士生Chris Purcell新近进行的这次模拟聚焦在碰撞对银河系造成的影响,他目前以匹兹堡大学为基地。

  矮星系最初充满了暗物质,一种假想的不可见物质,因为作用在恒星和星系上的引力影响而被确认。当它撞向银河系,高达90%的暗物质从矮星系被剥离,在扁平的银河系星系盘内造成不稳定性。恒星流入银河系周围的长圈,它的自转渐渐地把它们拉成熟悉的旋臂形状。

  “暗物质对旋臂的形成绝对地重要,”Purcell告诉《今日天文学》。“当人马首次撞向银河系,暗物质的质量可能是恒星的100多倍。如果矮星系内没有暗物质,对银河系星系盘的撞击可以忽略不计。”

  Purcell说旋臂在最初的碰撞后立刻开始形成,虽然多旋臂的旋涡结构的完全出现在初次碰撞后约十亿年才变得明显。“二次撞击的剧烈程度小得多,因为那时人马已经丢失了大多数的暗物质质量,虽然你确实看到二级(微弱得多)模式的旋涡结构在二次撞击后立刻出现,”他说。

有多少旋涡星系通过和充满暗物质的伴侣星系碰撞后获得旋臂呢?

  人马座矮星系在过去20亿年中曾经两次通过银河系--第一次在19亿年前,而第二次则发生在9亿年前--在下一个千万年里将对准银河系的南部边缘进行第三次撞击。但是因为人马座矮星系已被剥离了说有的暗物质和大多数的普通恒星物质,它已经不大可能进一步对银河系产生显著的影响了。

  Purcell猜测,本星系群内的旋涡星系的很大一部分在小型伴侣星系合并进入主系统的过程中被打造成了旋涡结构。“可能是未来的努力将让我们更加明确地回答,某个特定的旋涡星系是否可能被碰撞过,或者是否可能独立地演化,”他说。“我们希望,了解更多关于银河系和人马之间的影响将帮助我们规划下一步探测什么,在邻近的大型星系盘星系的背景下。”