作者:苗千
2018-11-08·阅读时长4分钟
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如您已购买,请登录这种宇宙级的美感和浪漫让人感叹。实际上银河系中的恒星并不都是诞生自银河系,也有一些是银河系从其他星系中“掠夺”而来。星流所呈现的恒星结构,记载的往往是一段段星系之间大鱼吃小鱼,相互吞噬的惨烈历史。如今,天文学家们正试着通过观察这些星流的状态来深入研究我们所居住的银河系以及整个宇宙演化的历史。
宇宙中众多的星系是从何而来?以前天文学家们认为是在宇宙大爆炸之后,在暗物质的引力作用下,普通物质逐渐聚集形成的。但是随着理论天文学的发展,天文学家们通过越来越先进的计算机和算法,对整个可观测宇宙中数以万亿计的星系演变过程,以及单个星系的形成过程进行更为细致的模拟分析,发现如银河系这样的棒旋结构并非“自然形成”,而是在吞并了多个小星系之后逐渐形成的。至今仍然有数百个小星系围绕在银河系的周围,但在这片宇宙区域,更多的小星系已经在宇宙漫长的历史中被银河系吞噬,留下的少许痕迹唯有星流。
“不识庐山真面目,只缘身在此山中。”地球本身就处于银河系一条悬臂的外侧,想要认识银河系的结构并不容易,因此天文学家们最先是在外星系发现了星流。随着天文学探测的精度越来越高,越来越多银河系的星流也被发现了。地面上的“斯隆数字巡天”(Sloan Digital Sky Survey)项目和“暗能量巡天”(Dark Energy Survey)项目已经发现了数十个银河系中的星流。在2018年4月欧洲空间局盖亚(Gaia)探测器所公布的太空探测数据中,包含了银河系中1%的恒星所处的位置和运动速度,这给了天文学家们更多的机会寻找星流。
在银河系内部,最先被发现的是人马座星流(Sagittarius Stream),这是一个矮星系被银河系的引力所撕裂之后留下的痕迹。人马座星流对于天文学家并没有太大价值,这个星流中的恒星已经大多与银河系混为一体,不易分辨。除了纯粹的美感之外,天文学家试着利用星流来解答一些实际问题,比如说银河系有多重。想要解决这些问题,最好能够找到稀疏且狭长的星流作为研究对象。
银河系究竟有多重?这个问题不容易回答。银河系在宇宙中横跨了十多万光年的距离,含有几千亿颗恒星,居住其间的人类估算起来误差可能会大得离谱。想要估算银河系中心区域的质量,可以通过观察围绕在中心区域运转的天体的运动速度,利用牛顿力学进行大致的估计。可是,一方面这些天体往往并不是沿一个圆周运行,另一方面,银河系的大部分质量实际上并不是集中在中心区域的可见物质,而是在外围“星系晕”区域的暗物质。暗物质究竟如何分布,人们至今还不清楚。此前天文学家对于银河系整体质量的预测在5000亿个太阳质量与2.5万亿个太阳质量之间,误差不可谓不大。
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