為何銀河系突然暴增300萬顆恆星?
由巴塞羅那大學宇宙科學研究所(ICCUB, UB-IEEC)和貝桑松天文台的研究人員領導一個小組分析了來自蓋亞(Gaia)衛星的數據,發現大約3億年前銀河系發生了一次重恆星形成爆炸。在這個過程中,創造了星系盤的恆星可能有超過50%已經誕生。這些結果是由蓋亞(Gaia)測量的恆星距離、顏色和星等與預測它們在銀河系分布的模型相結合得出,這項研究發表在《天文學與天體物理學》上。就像圓柱體中沒有氣體時火焰會消失一樣,隨著現有氣體的熄滅,銀河系中恆星形成的節奏預計會以沉積氣體為燃料,緩慢而連續地下降。
研究結果表明,儘管這一過程發生在銀河系盤形成的最初40億年,但一次嚴重的恆星形成爆發,或「恆星嬰兒潮」,扭轉了這一趨勢。一個富含氣體的衛星星系與銀河系合併,並有可能引入新燃料,重新激活恆星形成的過程。
這一機制將解釋距離、年齡和質量的分布,這些分布是根據歐洲航天局蓋亞衛星的數據估計出來。研究第一作者、ICCUB研究員羅傑·莫爾(Roger Mor)說:這些恆星形成的時間尺度,以及這一過程中所涉及的巨大恆星質量(數以百萬計倍太陽質量)表明,銀河系盤狀物並沒有一個穩定而暫停的演化過程。
歐空局蓋亞衛星觀測到的恆星形成區蛇夫座Rho,這些發光的點是由該區最年輕的大質量恆星組成的星系團。黑暗的絲狀體追蹤著氣體和塵埃的分布,而這正是新恆星誕生的地方。這不是一幅傳統的攝影圖像,而是衛星通過航天器上不同的過濾器連續測量22個月期間所接收到的所有輻射綜合結果。圖片:ESA/Gaia/DPAC, CC BY-SA 3.0 IGO
通過分析太陽環境中300多萬顆恆星的精確距離,我們已經找到了答案。多虧了這些數據,可以發現在80億到100億年前控制銀河系盤演化的機制。星系盤並不比我們在黑夜中看到的明亮帶大,也沒有光污染。」就像當今許多研究領域一樣,這些發現之所以成為可能,是因為大量前所未有的精確數據和長時間計算相結合。
宇宙學模型預測,由於與其他星系的合併,銀河系一直在增長,這一事實已經被其他使用蓋亞數據的研究闡明。其中一個合併可能是本研究中發現的劇烈恆星形成爆發的原因。用於探測恆星形成的300萬顆恆星分布,蓋亞給出了這些物體在銀河盤上的距離。
用於探測形成300萬顆恆星的分布,蓋亞給出了這些恆星在銀河盤上的距離,圖示為銀河系旋臂的示意圖。圖片:University of Barcelona
UB量子物理和天體物理系講師弗朗西斯卡?菲格拉爾斯(Francesca Figuerars)指出:事實上,恆星形成的峰值是如此清晰,不像在Gaia數據可用之前的預測,我們認為有必要將其解釋與外部星系的宇宙學演化方面的專家一起討論。來自孔普盧騰斯馬迪德大學(complu騰斯University of Mardid)的恆星建模專家、論文合著者桑蒂·羅卡-法布雷加(Santi Roca-Fabrega)表示:得到的結果與目前宇宙學模型預測相符,而且,從蓋亞的視角看我們星系是一個出色的宇宙學實驗室,可以在更大的宇宙尺度上測試和完善模型。
博科園|研究/來自: 巴塞羅那大學
參考期刊《天文學和天體物理學》
DOI: 10.1051/0004-6361/201935105
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