更古老的星系更混乱

随着年龄的增长,星系变得越来越随意。
a swirling, purple galaxy in space
美国宇航局的尼尔·盖雷尔斯·斯威夫特天文台以紫外线观测了我们邻近的螺旋星系仙女座(也称为 M31)。 NASA/Swift/Stefan Immler (GSFC) 和 Erin Grand (UMCP)

星系 的形状和大小各不相同。有些有 饱满的旋臂。有些是 项链状椭圆形。它们开始时以有序的方式旋转,但 恒星的运动 最终变得更加随意,组织性更差。天文学家一直未能查明这些变化背后的原因,但新的研究提出了一种相当简单的解释——衰老。随着星系的衰老,它们往往会变得更加混乱。这些发现被描述在一项 于 4 月 3 日发表在《皇家天文学会月报》 (MNRAS) 上的研究中。

[相关:聆听三张令人惊叹的 NASA 图片。]

“当我们进行分析时,我们发现年龄,无论我们如何分割它,始终是最重要的参数,”该研究的合著者、悉尼大学观测天体物理学家 Scott Croom 在声明中表示。“一旦你考虑了年龄,基本上就没有环境趋势了,质量也类似。如果你找到一个年轻的星系,它就会旋转,无论它处于什么环境中;如果你找到一个年老的星系,它将有更随机的轨道,无论它处于密集的环境还是虚空中。”

SAMI 星系调查观测到的一个年轻(上)和一个年老(下)星系的对比。左侧面板是从 Subaru Telesope 拍摄的常规光学图像。中间是从 SAMI 获得的旋转速度图(蓝色表示向我们靠近,红色表示离我们而去)。右侧是测量随机速度的图(红色表示随机速度越大)。两个星系的总体质量相同。上面的星系平均年龄为 20 亿年,旋转速度高,随机运动少。下面的星系平均年龄为 125 亿年,旋转速度较慢,随机运动大得多。学分:来自 Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program 的图像

当星系年轻时,它们是 恒星形成的机器。年老的星系 通常停止形成新恒星。早期的研究表明,星系环境质量 是影响星系行为和运动的更重要因素。根据该团队的说法,这些观点并非一定错误。

“我们知道年龄会受到 [环境] 的影响。如果一个星系落入密集的环境中,它就会倾向于停止恒星形成。因此,处于密集环境中的星系平均而言会更年长,”该研究的合著者、悉尼大学天文学家 Jesse van de Sande 在声明中表示。“我们的分析表明,并不是生活在密集环境中会降低它们的旋转速度,而是它们更年长的事实。”例如,我们自己 136 亿岁的 银河系 仍然有一个薄的恒星形成盘,并且被认为是一个高自旋旋转的星系。无论其环境能量密集程度如何,年老的星系比年轻的星系移动得更随机。

这项新研究 中,一个国际科学家团队使用了来自 SAMI 星系调查 的观测数据。SAMI 对不同宇宙环境中 3,000 个星系进行了观测,这有助于该团队比较和对比不同类型的星系。对星系行为更准确的观测帮助他们微调了关于宇宙如何发展的模型。

[相关:JWST 图像展示了 19 个螺旋星系的旋转臂。]

在未来的研究中,该团队希望利用悉尼大学的 Hector 星系调查 创建更详细的星系演化模拟。

“Hector 正在观测 15,000 个星系,但具有更高的光谱分辨率,使得即使在质量低得多的星系中也能测量星系的年龄和自旋,并提供更详细的环境信息,”该研究的合著者、Hector 星系调查负责人 Julia Bryant 在声明中表示

这项工作最终旨在让科学家们更好地理解宇宙在数十亿年来的演化过程以及我们的太阳系是如何形成的。

 

更多优惠、评测和购买指南

 
Laura Baisas Avatar

Laura Baisas

新闻编辑

Laura 是 Popular Science 的新闻编辑,负责报道各种主题。Laura 对所有水下事物、古生物学、纳米技术特别着迷,并探索科学如何影响日常生活。


© .