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发现三个矮椭球星系旋转

发现三个矮椭球星系旋转

音频解说

星系对宇宙学特别感兴趣。标准的宇宙学模型表明,这种类型的星系是最先形成的。它们中的许多(大多数)已被银河系等大型星系摧毁和蚕食。然而,剩下的那些可以被研究并包含有关早期宇宙的宝贵信息。

矮星系的一个亚类是矮椭球体。它们非常弥散,光度低,含有大量暗物质,很少或没有气体。自从他们被发现以来,他们就得到了深入的研究。然而,由于详细研究所需的技术困难,它们的内部运动学仍然鲜为人知。

之前的各种研究表明,矮椭球体没有内部自转模式,但它们的恒星主要在随机轨道上移动,主要朝向和远离星系中心。但是矮星的另一个主要亚类,即不规则星系,拥有大量的气体,并且在某些情况下确实有内部自转。这些差异表明这两种类型的矮星有着不同的起源,或者是一个非常不同的进化历史,其中与大星系的相互作用,在我们的例子中是银河系,在消除球体的内部旋转方面发挥了关键作用。

为了开展他们目前的研究,IAC 和 STScI 组成的天体物理学家团队利用来自欧洲航天局盖亚的最新数据研究了六个矮椭球星系、银河系卫星的内部运动学,并发现了横向旋转的存在(在天空的位面)在其中三个:Carina、Fornax 和 Sculptor。这些是在矮椭球星系中首次探测到这种类型的自转,但人马座椭球体除外,​​它被银河系的引力势严重扭曲,因此不能代表其类型。

“这个结果的重要性是因为,一般来说,星系的内部运动学,在这种情况下,它们的自转,是它们进化历史和系统形成条件的重要示踪剂,”阿尔贝托·曼努埃尔·马丁内斯解释道。 García,IAC 和 ULL 的博士生,文章的第一作者。

“虽然宇宙学的标准模型假设矮星系是最先形成的,但尚不清楚它们是否是简单的系统,或者我们观察到的系统是否是由其他更小、更老的更简单系统的聚集形成的。旋转提出了第二种选择。它还表明所有矮星系都有一个共同的起源,那些目前富含气体的星系(不规则星系)和那些没有气体的星系(球体),“STScI 的研究员 Andrés del Pino 解释说,文章的共同作者。

“盖亚卫星彻底改变了我们对银河系及其邻近地区的认识,让我们对近两亿颗恒星的位置和运动进行了非常精确的测量。虽然盖亚的数据主要用于研究我们的银河系,但欧空局的这项任务已经还打开了研究银河系卫星星系的新窗口,提供了对其内部运动学的特定访问,”IAC 和 ULL 的研究员、该文章的合著者安东尼奥·阿帕里西奥 (Antonio Aparicio) 说。

即便如此,研究人员表示,基于盖亚数据的研究存在许多技术难题。首先,必须确定数据库中哪些恒星真正属于卫星星系,哪些属于银河系本身,因为后者往往会污染样本。问题是,虽然要分析的数据仅限于所研究的球体的区域和角大小,相当于月球角直径的四分之一,但在该区域探测到的绝大多数恒星属于银河系,因此确实污染了样品。

此外,所研究的球体的距离高达约 50 万光年,并且它们的恒星固有光度很低,这意味着测量受到相当大的噪声水平的影响。由于所有这些原因,数据分析需要彻底过滤和对不同观测参数的深入分析才能得出可靠的结论。