重建银河系完集成并族谱:历史上至少有过5次大规模整合

我们的银河系包含了1,000~4,000亿颗恒星,但这并非天生,而是通过后天不断整合才得以壮大。在过去120亿年中,银河系至少发生过12次碰撞,而前2年有研究指出,银河系是在约80亿年前与香肠星系碰撞后改变结构,但最新一篇研究表示,真正改变银河系的史上最大碰撞对象,来自更久以前的Kraken星系。

球状星团通常被认为是遗留自早期宇宙的“化石”,它们含有10~100万颗非常古老的恒星,有些恒星寿命几乎相当于宇宙本身,且在所有球状星团中,恒星都是从同一气体云中同时诞生,这说明我们可以利用它们的化学成分来确认起源;如果重建球状星团的轨道运动、当前形状(有些被撕增长长的恒星流),也可以确认这些星团的原星系含有多少颗恒星,也能知道银河系到目前为止发生过几次重大碰撞。

根据盖亚太空望远镜(Gaia)和史隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey,SDSS)的数据,大约80~100亿年前,名为盖亚香肠的矮星系(又称香肠星系、盖亚-埃克斯拉德斯香肠)被银河系吞并,为银河系添加了至少8个球状星团与500亿倍太阳质量的恒星、气体、暗物质等。

然而银河系内大约有150个球状星团,每一次与小星系的整合都会或多或少改变银河系的形状、大小及轨迹,为了重建完整的银河系整合史,德国海德堡大学团队开发一种AI算法,通过计算机模拟分析银河系中所有球状星团,发现100亿年前至少有5次大规模整合(涉及上亿颗恒星),除了上述香肠星系外,还有Helmi星流、Sequoia星系、人马座矮椭球星系(Sagittarius Dwarf Spheroidal Galaxy),以及一个未曾被发现的Kraken星系。

根据模拟结果,银河系史上最大、最古老的碰撞对象应该是110亿年前的Kraken星系,当时银河系质量比今天还要小4倍,而该次整合帮银河系添加了13个球状星团。

除此之外,可能还有15个涉及千万颗恒星的较小型整合事件,它们的残余物还有待望远镜搜索证据。下一场已知的大规模整合,可能就是40亿年后与仙女座星系的碰撞了,最终两个星系将整合为一个更大的椭圆星系。新论文发布在《皇家天文学会月报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)。

(首图来源:英国皇家天文学会)

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