巨人研究證實銀河系確實是一個不尋常的星系

天文學家經常使用銀河系作為研究星系如何形成和演化的標準。由于我們在里面，天文學家可以用先進的望遠鏡詳細研究它。

通過用不同的波長研究它，天文學家和天體物理學家可以比遙遠的星系更詳細地了解它的恒星數量、氣體動力學和其他特征。

然而，檢查銀河系 101 個親屬的新研究表明它與它們有何不同。

理解事物的一種有效方法是將它們與班上的其他人進行比較和對比，這是我們在學校學到的一種技巧。調查是比較和對比事物的有效工具，天文調查為這項工作貢獻了大量的基礎數據。

這斯隆數字巡天（SDSS） 中，則Two Micron 全天空巡天（2MASS） 和ESA 的 Gaia 任務都是突出的例子。

這圍繞 Galactic Analogs 的衛星（SAGA）調查是另一個，它的第三個數據發布功能是三項新研究。

這些研究都基于 101 個質量與銀河系相似的星系，每項研究都涉及將這些星系與我們的星系進行比較的不同方面。

• SAGA 調查。III. 銀河系周圍 101 個衛星系統的普查 - 質量星系
• SAGA 調查。IV. 圍繞銀河系質量星系的 101 個衛星系統的恒星形成特性
• SAGA 調查。V. 使用更新的 Universe Machine 對銀河系質量星系周圍的衛星系統進行建模

研究表明，星系形成于巨大的光暈中暗物質，一種不與光相互作用的難以捉摸的物質。宇宙中 85% 的物質是神秘的暗物質，而只有 15% 是正常物質或重子物質，即構成行星、恒星和星系的類型。

雖然我們看不到這些巨大的光暈，但天文學家可以觀察到它們的影響。它們的引力正常地聚集在一起，形成星系和恒星。

SAGA 旨在了解暗物質光暈的工作原理。它研究了質量與銀河系相似的星系周圍的低質量衛星星系。

這些衛星可以被捕獲并吸引到更大星系的暗物質暈中。SAGA 已經發現了數百個圍繞 101 個銀河系質量星系運行的衛星星系。

“銀河系一直是一個令人難以置信的物理實驗室，包括星系形成的物理學和暗物質的物理學，”人文與科學學院人文與科學教授兼物理學教授 Risa Wechsler 說。Wechsler 還是 SAGA 調查的聯合創始人。

“但銀河系只是一個系統，可能不是其他星系形成的典型方式。這就是為什么找到相似的星系并進行比較至關重要的原因。

銀河系與其他 101 個銀河系之間的比較揭示了一些顯著差異。

“我們的結果表明，我們不能將星系形成的模型僅僅局限于銀河系，”韋克斯勒說，他也是 SLAC 國家加速器實驗室的粒子物理學和天體物理學教授。

“我們必須看看類似星系在宇宙中的完整分布。”

SAGA 調查的第三次數據發布包括在 101 MW 質量系統中發現的 378 顆衛星，第一篇論文側重于衛星。

只有經過艱苦的搜索才能發現他們。其中四個屬于銀河系，包括著名的大麥哲倫星云和小麥哲倫星云。

“以前沒有人嘗試過這是有原因的，”韋克斯勒說。“這是一個非常雄心勃勃的項目。我們不得不使用巧妙的技術，從背景中的數千個天體中對這 378 個軌道星系進行分類。這是一個真正的大海撈針的問題。

SAGA 發現每個星系的衛星數量從 0 到 13 不等。根據第一篇論文，最大質量衛星的質量是衛星數量多度的有力預測指標。

“三分之一的 SAGA 系統包含 LMC 質量的衛星，而且它們往往比 MW 擁有更多的衛星，”該論文指出。銀河系在這方面是一個異常值，這也是它非典型的原因之一。

第二項研究側重于衛星中的恒星形成。恒星形成率 （SFR） 是了解星系演化的重要指標。

研究表明，恒星的形成在衛星星系中仍然很活躍，但它們離宿主越近，它們的 SFR 就越慢。有沒有可能，靠近星系的暗物質暈的更大吸引力正在淬滅恒星的形成？

“我們的結果表明，在類似銀河系的環境中，低質量衛星和 100 kpc 以內的衛星被更有效地淬滅，這些過程的作用足夠慢，可以保存所有恒星質量和投影半徑的恒星形成衛星群，”第二篇論文指出。

然而，在銀河系的衛星中，只有麥哲倫星云仍在形成恒星，徑向距離起著一定的作用。

“現在我們有一個難題，”韋克斯勒說。

“銀河系中是什么導致這些小型、低質量的衛星的恒星形成被淬滅？也許，與典型的宿主星系不同，銀河系有一個獨特的組合，既有已經停止恒星形成的老衛星，也有最近才落入銀河系暗物質暈的較新的活躍衛星——LMC 和 SMC。

這是我們的星系非典型的另一個原因。

衛星星系周圍較小的暗物質暈呢？他們扮演什么角色？

“對我來說，前沿是弄清楚暗物質在比銀河系更小的尺度上的作用，就像圍繞這些小衛星的較小暗物質暈一樣，”韋克斯勒說。

第三篇論文將 SAGA 的第三次數據發布與計算機模擬進行了比較。作者開發了一種在小于或等于 10 的星系中猝滅的新模型⁹太陽質量。

他們的模型受到 101 個星系的 SAGA 數據的約束，然后研究人員將其與斯隆數字巡天中孤立的場星系進行了比較。

該模型成功地再現了衛星的恒星質量函數、它們的平均 SFR 和衛星中的淬滅分數。它還在更孤立的衛星星系中保持了 SFR，并在更近的衛星中觀察到增強的猝滅。

該模型需要更多的觀測測試，作者指出，光譜巡天是合乎邏輯的下一步。

這些調查有望回答有關內部反饋在低質量衛星中的作用、它們的質量和氣體吸積、暗物質對它們的影響以及衛星特有的氣體過程的問題。

“SAGA 提供了一個基準，通過對銀河系以外系統中的衛星星系的詳細研究來促進我們對宇宙的理解，”Wechsler 說。

“雖然我們完成了在 101 個宿主星系中繪制明亮衛星的最初目標，但還有很多工作要做。”

本文最初由今日宇宙.閱讀原創文章.

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