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翻譯：張瀚之
校對：牧夫校對組
編排：陶邦惠
后臺：朱宸宇
https://www.space.com/astronomy/stars/dozens-of-hidden-star-streams-found-in-the-outskirts-of-our-milky-way-galaxy
這張圖展示了銀河系和它周圍分布的大量恒星。被拉伸開的結(jié)構(gòu)來自被撕裂的矮星系和星團(tuán)，揭示了恒星、暗物質(zhì)團(tuán)塊以及整個銀河系之間復(fù)雜的引力作用。
圖片來源:
RubinObs/NOIRLab/SLAC/NSF/DOE/AURA/J. daSilva, M. Zamani
宇宙中，在銀河系的邊緣，恒星并不是像我們想象的一樣，安靜地圍繞著圈圈運(yùn)行。其實(shí)有不少恒星都在悄悄地逃離銀河系，他們的軌跡拉出了一條條細(xì)長的光帶，就像宇宙中被撕開的絲線。
最近，天文學(xué)家們借助了蓋亞的數(shù)據(jù)，在銀河外圍找到了幾十條此前從未注意到的這種結(jié)構(gòu)，也為人類理解銀河系的形成歷史提供了新的線索。
這些結(jié)構(gòu)被稱為“恒星流”（stellar streams）。通過一種新開發(fā)的算法，一個研究團(tuán)隊(duì)將已知的恒星流候選數(shù)量一下子提高了四倍以上。他們認(rèn)為，這一突破有望幫助我們更好地理解銀河系是如何演化的，以及暗物質(zhì)在其中是如何分布的。
大家可以把恒星流想象成一條條彎曲延展的恒星絲帶。當(dāng)一個致密的星團(tuán)在銀河系引力場中運(yùn)動時，其中的恒星會逐漸被剝離，并沿軌道被拉成長長的尾跡。
論文合作者、Oleg Gnedin（密歇根大學(xué)的理論天體物理學(xué)家）形象地分享：“這就像你騎車時帶著一袋沙子，但袋子破了個洞，沙子一路漏出來。那些沙粒，就是沿軌跡散落的恒星?！?/p>
不過你可能會問，除了看起來很酷，為什么科學(xué)家如此關(guān)注這些宇宙中的細(xì)線？這還得說回暗物質(zhì)。因?yàn)楹阈橇鞯男螤詈瓦\(yùn)動，會記錄下它們一路上受到的引力影響。換句話說，它們就像銀河系歷史的痕跡記錄儀。通過研究這些結(jié)構(gòu)，天文學(xué)家可以反推出銀河系的質(zhì)量分布，包括那個至今仍無法直接觀測的組成部分：暗物質(zhì)暈。暗物質(zhì)常被稱為維系星系結(jié)構(gòu)的隱形膠水，但幾十年來，人類仍未能直接探測到它。
這項(xiàng)研究由密歇根大學(xué)的Yingtian Chen領(lǐng)銜，他們的團(tuán)隊(duì)一共識別出87個與球狀星團(tuán)相關(guān)的恒星流候選體。球狀星團(tuán)是圍繞銀河系運(yùn)行的致密而古老的恒星群。在此之前，人們只發(fā)現(xiàn)了不到20條恒星流，而且大多是偶然在蓋亞數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)的，樣本數(shù)量一直太少。
更有意思的是，這次發(fā)現(xiàn)的恒星流，大多來自仍然“存活”的球狀星團(tuán)，而不是已經(jīng)被完全撕裂的矮星系或星團(tuán)。這一點(diǎn)尤為重要，因?yàn)榭茖W(xué)家可以直接將恒星流與其母體進(jìn)行對比，從而更精確地研究它們的形成過程。
為了找到這些結(jié)構(gòu)，天文學(xué)家們開發(fā)了一種名為“StarStream”的算法。與以往主要依靠看形狀的方法不同，這個算法基于物理模型來識別恒星流。研究團(tuán)隊(duì)隨后將其應(yīng)用在蓋亞任務(wù)的數(shù)據(jù)上（蓋亞在2014年至2025年間，測量了銀河系中數(shù)十億顆恒星的位置和運(yùn)動。）
Gnedin解釋說：“如果你對要找的東西有一個清晰的理論預(yù)期，并且有一個簡單的物理圖景，其實(shí)就會更容易找到它們。”
研究還帶來了一個重要發(fā)現(xiàn)：很多恒星流并不像傳統(tǒng)印象中那樣細(xì)長、整齊。有些反而更短、更寬，甚至與其母星團(tuán)的軌道并不完全一致。這意味著，過去的研究可能因?yàn)橹魂P(guān)注典型形態(tài)，而錯過了不少隱藏的結(jié)構(gòu)。
擴(kuò)大后的樣本還顯示，一些較為松散的球狀星團(tuán)正在以異常高的速度流失恒星，這可能意味著它們正接近被銀河系潮汐力徹底撕碎的階段。
當(dāng)然，這87個候選體并不一定都會被最終確認(rèn)。研究人員指出，其中一部分的可信度較低，可能受到背景恒星的干擾。
Yingtian表示，未來的新一代觀測設(shè)備將可以對這些結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，比如維拉魯賓、南希以及暗能量光譜儀（DESI），都有望幫助我們確認(rèn)哪些恒星流是真實(shí)存在的。
他說：“這個算法很容易應(yīng)用到未來的任務(wù)中。一旦有了新數(shù)據(jù)，使用起來會非常直接。”
相關(guān)研究成果已發(fā)表于3月23日的《The Astrophysical Journal》。
責(zé)任編輯：郭皓存
牧夫新媒體編輯部
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年輕星團(tuán)NGC346
圖片來源： NASA, ESA, CSA, Olivia C. Jones (UK ATC), Guido De Marchi (ESTEC), Margaret Meixner (USRA)
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