▲ 圖為銀河系周圍星流的概念圖。星流指在銀河系引力作用下被撕裂的小型星系與星團。
北京時間 1 月 19 日消息，據(jù)國外媒體報道，在銀河系周圍新發(fā)現(xiàn)的 12 條“星流”將幫助我們進(jìn)一步破解銀河系周圍的暗物質(zhì)特性。
▲ 視頻顯示了此次發(fā)現(xiàn)的 12 條星流中各個恒星的 3D 位置。各點的顏色由所代表恒星的三維速率決定。
星流指在銀河系引力作用下被撕裂的小型星系與星團。了解這些星流對天文學(xué)家至關(guān)重要。除了揭開將恒星牢牢控制在各自軌道上的暗物質(zhì)之謎外，還能幫助我們弄清銀河系的形成歷史。我們從中了解到，銀河系通過粉碎和吞噬較小的恒星系，已經(jīng)穩(wěn)定成長了數(shù)十億年之久。
▲ 圖為從銀河系南極看去的 12 條星流的概念圖。
多倫多大學(xué)教授、該論文第一作者李婷（音譯）介紹道：“我們發(fā)現(xiàn)這些星流受到銀河系的引力干擾，最終變成了銀河系的一部分。這項研究讓我們對銀河系的‘捕食習(xí)慣’產(chǎn)生了一定的了解，比如銀河系通常會‘吞食’哪一類恒星系等等。隨著銀河系年齡逐漸增長，身材也變得越來越臃腫?！?/p>
李婷教授和她帶領(lǐng)的國際團隊啟動了一項名為“南半球星流光譜巡天調(diào)查”（簡稱 S5）的專項研究，對這些星流的特性進(jìn)行度量。該團隊是第一批對如此大量的星流展開研究的科學(xué)家。他們利用位于澳大利亞的 4 米口徑英澳望遠(yuǎn)鏡測量星流中各個恒星的運動速度，就像抓超速的雷達(dá)測試儀一樣，采用的都是多普勒紅移原理。
此前的研究每次只關(guān)注一條星流，而此次研究則不然?！癝5 致力于對盡可能多的星流進(jìn)行測速。而利用英澳望遠(yuǎn)鏡的獨特功能，我們可以非常高效地實現(xiàn)這一點?！痹撗芯康墓餐髡摺拇罄麃嘂溈既鸫髮W(xué)教授丹尼爾?扎克爾指出。
▲ 圖為 12 條星流在天空中所處的位置。背景為歐空局蓋亞任務(wù)繪制的銀河系星圖。由于英澳望遠(yuǎn)鏡位于南半球，此次研究只能觀測到南半球夜空中的星流。
星流的特性可以指明銀河系中暗物質(zhì)的存在?！斑@就像圣誕樹一樣，”另一名共同作者、悉尼大學(xué)教授杰倫特?F?路易斯指出，“在黑暗的夜晚，我們只能看見閃爍的圣誕燈光，卻看不見這些燈光下面的樹。但燈光可以勾勒出樹木的形狀。星流也是同理，它們的軌道可以揭露暗物質(zhì)所在的位置?！?/p>
▲ 視頻為 10 個球型星團在 80 億年間受到的潮汐效應(yīng)干擾。紅色顆粒代表銀河系中的暗物質(zhì)，綠色顆粒代表受到干擾的球型星團。星團中的恒星沿著軌道形成了長長的星流。天文學(xué)家利用這些星流測量銀河系中暗物質(zhì)的質(zhì)量分布，希望借此了解銀河系通過吸積過程形成的歷史。
除了測量星流速度外，天文學(xué)家還可以利用這些觀測結(jié)果分析恒星的化學(xué)成分、以及判斷它們的誕生地點。“星流可以由受到干擾的星系或星團產(chǎn)生?！痹撗芯康墓餐髡摺⒅ゼ痈绱髮W(xué)教授亞歷克斯?紀(jì)指出，“這兩類星流可以從不同的角度、幫助我們了解暗物質(zhì)的本質(zhì)?！?/p>
李婷教授指出，這些觀測結(jié)果對我們弄清銀河系如何從大爆炸后的一片虛無中形成具有至關(guān)重要的意義。“對我而言，這是最最令人著迷的問題之一，與我們的終極起源相關(guān)。因此我們成立了 S5 項目，建立了一支國際合作團隊來解決這個問題?！?/p>
▲ 該視頻模擬了一個球型星團在 80 億年內(nèi)被逐漸拉長成星流的過程。紅色顆粒代表銀河系中的暗物質(zhì)，綠色顆粒代表受到干擾的球型星團。在球型星團的引力作用下，靠近星團的恒星被拉成了 S 型。
歐空局蓋亞探測器的觀測結(jié)果是 S5 項目成功的關(guān)鍵要素之一。“蓋亞探測器為我們提供了無比精細(xì)的恒星位置與運動信息，對我們確定星流組成起到了關(guān)鍵作用?！惫餐髡咧?、愛丁堡大學(xué)觀測天文學(xué)高級講師謝爾蓋?科波索夫博士指出。
李婷的團隊計劃在銀河系中進(jìn)一步開展星流測量工作。她對已經(jīng)取得的這些成果十分滿意?！敖酉聛硎昀镞€會開展大量針對星流的專項研究。在這場征程中，我們就是先驅(qū)者和探路人。想必會非常令人激動！”
此次研究結(jié)果已被美國天文學(xué)會《天體物理學(xué)期刊》接收、準(zhǔn)備發(fā)表。
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