银河系是典型的还是特殊的?澳大利亚天文学家通过拍摄一个与我们非常相似的星系的详细横截面来解决这个问题,结果表明我们比我们想象的更平均。
像许多其他星系一样,银河系是一个扁平成盘状的螺旋星系。它实际上有两个不同的盘:一个是薄盘,它是由尘埃、气体和大部分恒星(包括我们的太阳)组成的主要成分;另一个是厚盘,它完全由恒星组成,通常是较老的恒星。
但并不是所有的星系都有厚的圆盘,天文学家仍在试图了解它们是如何形成的。
一种理论认为,我们的厚盘是在一次罕见而猛烈的事故后形成的,当时一个较小的星系与我们的星系相撞——但新的研究表明,这是一个更和平的演化过程。
“我们的观察表明,银河系的薄和厚的光盘没有来是因为一个巨大的混搭,但某种“违约”的星系形成和演化的道路,”Nicholas Scott说,从ARC卓越中心为所有天体物理学天空三维(ASTRO 3 d)和悉尼大学。
“从这些结果来看,我们认为具有银河系特殊结构和属性的星系可以被描述为‘正常’星系。”
斯科特和他的同事杰西·范德桑德是这篇新论文的联合首席作者发表在天体物理学杂志快报.
该团队使用缪斯,这是位于智利的欧洲南方天文台甚大望远镜(VLT)上的一个强大的光谱仪器,用于研究距离我们3.2亿光年远的UGC 10738星系。我们无法获得我们自己星系的大图,因为我们在其中,所以像UGC 10728这样的星系提供了一个很好的模拟。
它被发现有一个薄而厚的圆盘,类似于银河系。其他星系以前也曾被发现有厚圆盘,但他的研究着眼于恒星的金属比率,以比较不同的恒星群在我们星系中的分布情况。
斯科特解释说:“它们与银河系中的恒星几乎相同——厚盘里有古老的恒星,薄盘里有年轻的恒星。”“我们正在观察其他一些星系,以确保这一点,但这是非常有力的证据,表明这两个星系以相同的方式进化。”
这表明,我们自己的星系的形状是自然演化的,不需要罕见和剧烈的干预——所以银河系类型的星系可能相当普遍。
昆士兰科技大学(Queensland University of Technology)的天文学家迈克尔·考利(Michael Cowley)没有参与这项研究,他说,只有借助缪斯(MUSE)这样的仪器,这种研究才有可能实现。
“直到现在,随着最近的技术进步(例如积分场光谱仪),我们才能够开始比较遥远星系和我们自己星系的化学结构,以了解我们的星系在性质上是独特的还是通用的,”他解释道。
来自国际射电天文学研究中心(ICRAR)的另一位独立天文学家布伦特·格罗夫斯(Brent Groves)同意这一观点,他说:“在MUSE上获得时间是非常有竞争力的,因此,要想获得这一机会,就表明天文学界已经认为这是一个有趣的问题。”
格罗夫斯解释说,不同类型的恒星产生不同的元素——例如,II型超新星产生氧和镁等元素,而Ia型超新星产生铁等较重的元素——因此研究人员可以通过观察化学特征来确定不同区域恒星的类型和年龄。
“测量这些元素是困难的,需要非常灵敏的光谱,只有像VLT这样的大型望远镜和附近的星系才有可能,”他解释道。
虽然在这项新研究的结果中,UGC 10728和银河系看起来很相似,但也有一些明显的区别,包括UGC10738似乎更富含金属。
格罗夫斯说:“作者没有讨论的是这些差异是否意味着什么,或者仅仅是因为UGC10738不是银河系——比如说,它没有像麦哲伦星云那样的邻居。”。“也许我们需要研究更多像银河系这样的星系,或者更好地理解UGC10738和银河系之间的差异,才能理解这一点。”
考利同意这有可能是一个强有力的结果——但“在最终结果得到确认之前,需要增加样本量——也就是说,他们需要研究更多的星系”。
这样的研究可以提高我们对星系形成理解的准确性,考利说,这对天文学的许多问题都有影响,包括他自己的问题工作变成了超大质量黑洞
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劳伦Fuge
Lauren Fuge是《宇宙》杂志的科学记者。她拥有阿德莱德大学(University of Adelaide)物理学学士学位,弗林德斯大学(Flinders University)英语和创意写作学士学位。
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