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成对碰撞的小星系可能使未来恒星很难形成

 博科园 2020-02-14


一对紧密围绕着银河系的矮星系(大麦哲伦星云和小麦哲伦星云)在坠入银河系时正处于合并成一个星系的阵痛之中。被认为拥有足够的气体来补充银河系一半的造星燃料。现在,发表在《皇家天文学会月报》上的一项研究为像我们这样的星系如何能够如此轻易地捕捉到这种气体提供了新见解。哥伦比亚大学天文学家玛丽·普特曼说:有大量的恒星形成燃料储备,准备被另一个系统剥离。作为数百万颗恒星的家园,矮星系亮度被银河系等更大的星系所超越,而银河系的恒星数量是它们的数十万倍。

上图中的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云是一对矮星系,它们坠入银河系时正在合并过程中。图片:S. Brunier/European Southern Observatory

博科园-科学科普:但是矮星系亮度不足的地方,是由于它们拥有充足的造星燃料。围绕着大小麦哲伦星云和类似矮星系旋转的氢气被认为在产生新恒星和其他小星系中起着关键作用。为了探索矮星系对的造星潜力,由当时的哥伦比亚大学研究生Sarah Pearson领导的研究小组将目光转向了遥远一对NGC 4490和NGC 4485 - 2300万光年之外的星系。

与大麦哲伦星云相似,ngc4490比它的伴星星系大几倍。但它的独立位置使得研究人员能够模拟它最终与NGC 4485的合并,而不受银河系引力的干扰。在模拟中观察了更大的星系NGC 4490从它小兄弟星系中剥离出气体,这是由于在大小上的不平衡造成引力效应。

随着这两个星系越来越靠近,较小星系的气体尾部被吹得越来越远,这一发现支持了今年早些时候的一项研究,该研究将麦哲伦星云的气体喷入银河系指纹标记为属于小麦哲伦星云。研究人员发现,在NGC 4490与较小的同伴相撞并合并成一个同伴后很久,它们的气体足迹还在继续扩大。

发现在50亿年的时间里,这一对气体尾巴的长度将会超过100万光年,几乎是目前长度的两倍。在50亿年之后,10%的气体外壳仍然存在于合并后的残余气体中超过26万光年地方,这意味着所有的气体需要很长时间才能回到合并后的残余气体中。

当研究人员将他们的结果与望远镜对NGC 4490/4485的实际观测结果进行比较时,结果是一致的,表明模型是准确的。发现也与天文学家对宇宙中气体循环的了解相一致。随着气体云的扩展,气体云变得越来越松散,因此更大的星系更容易出现并吞噬它。模拟结果表明,这种扩散过程帮助银河系有效地将气体从小麦哲伦星云中剥离出来,这种气体转移在宇宙的其他地方可能相当普遍。

研究表明,类似的成对矮矮星系存在。因为它们的气体是如此之长,如果它们落入类似银河系中,其气体就很容易排出。该研究进一步表明,碰撞矮星系外围气体密度的下降使得新恒星难以形成,这一结论与观测结果相符。研究人员计划继续研究其他两对矮星系的碰撞,以完善模型。

博科园-科学科普|参考期刊文献 :《皇家天文学会月报》|研究/来自:哥伦比亚大学,DOI: 10.1093/mnras/sty2052

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