麦哲伦星流质量超乎模型预测10倍,新假设厘清原因

数十亿年前开始,大、小麦哲伦星云开始绕着银河系运转,并在银河系潮汐力作用下拉出一条巨大的气体流结构,称为麦哲伦星流。但时至今日,这条星流变得越来越庞大,已超过太阳质量10亿倍,让天文学家极其茫然。现在威斯康星大学麦迪逊分校团队发现,这条星流本身可能是星云外围的“晕”,充当着茧发挥保护作用,避免麦哲伦云核心直接受银河系影响。

大麦哲伦星云、小麦哲伦星云(合称麦哲伦云)距离银河系分别16.3、20.6万光年,在南半球的天空中看起来呈现支离破碎、模糊的景象,它们是银河系的卫星星系,在银河系潮汐力拉扯下促使它们变形、形成一条连接银河系与麦哲伦云的氢气流,称为麦哲伦星流(Magellanic Stream),于1972年首度被天文学家发现。

1980年代科学家创建出麦哲伦星流模型,这是一条横跨近夜空一半的巨大气体结构,各种模型表明麦哲伦星流来自化学性质相似的麦哲伦云,并逐渐加入银河系引力、潮汐力(有些模型是以冲压力作为星云剥离机制)、银河系晕阻力、气体动力学等条件让模型趋于成熟。

模型很大程度上可以解释星流的大小与形状,唯一美中不足的是无法解释星流的质量。

近年来,天文学家观测到麦哲伦星流的质量达太阳质量10亿倍,但现有模型只能算出其中十分之一,表明模型已过时,我们不知这条星流的质量从哪来?如何变得如此庞大?

利用最尖端的超级计算机重新模拟,现在威斯康星大学麦迪逊分校团队发现以往模型缺少了一个至关重要的环节:麦哲伦云可能其实被一层“热光晕”气体包围,就像银河系外围也有银晕一样,热气体晕牺牲了自身约20%质量形成麦哲伦星流,而麦哲伦云则在气体晕的保护下安稳增长,如此一来就可解释为何星流质量远超过去模型预测。

接下来,团队希望可以通过哈勃太空望远镜来检测麦哲伦云周围气体晕、验证新模型假设。新论文发布在《自然》(Nature)期刊。

(首图来源:威斯康星大学麦迪逊分校)

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