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新的调查发现,恒星形成的单次爆发松下鲁米造成了银河系的中央隆起

天文学与空间 2022-04-18 00:01:12

这张朝向银河系中心的照片覆盖了0

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天空的25度(大约是满月的两倍宽),包含超过180,000颗星星

这张照片捕捉到了我们星系的一部分,直径约220×110光年

这是用维克托M号上的暗能量照相机拍摄的

智利塞罗-托洛洛美洲天文台的布兰科4米望远镜,这是国家科学基金会的一个项目

通过研究这些恒星在不同光波长下的亮度,天文学家能够确定它们含有多少重元素,这与它们的形成历史有关

该小组得出结论,我们银河系中央隆起部分的大多数恒星是在大约100亿年前的一次恒星形成爆发中形成的

信用:CTIO/诺贝尔实验室/国家科学基金会/光环/科技学院,西部

克拉克森(密歇根大学迪尔伯恩分校),C

约翰逊(STScI)和M

里奇(加州大学洛杉矶分校) 像大多数螺旋星系一样,银河系在其中心有一个大致球形的恒星集合,称为凸起

凸起是如何形成的一直是个谜,许多研究表明它是通过恒星形成的多次爆发而逐渐形成的

新的研究发现,100多亿年前,我们银河系中心凸起的大多数恒星是在一次恒星形成爆发中形成的

为了得出这个结论,天文学家调查了横跨200平方度天空的数百万颗恒星——相当于1000个满月的面积

由此产生的大量数据预计将引发更多的科学调查

我们的银河系形状像两个背靠背粘在一起的煎蛋

一个中央隆起的恒星位于一个巨大的恒星圆盘中间

虽然这是无数螺旋星系的共同特征,但天文学家们已经花了几十年时间来搞清楚银河系的中央隆起是如何以及何时形成的

在我们银河系的历史上,100亿到120亿年前,凸起内的恒星是早期诞生的吗?或者膨胀是在恒星形成的多个阶段随着时间的推移而形成的? 一些研究发现了至少两次恒星形成爆发的证据,导致恒星数量达到100亿年或30亿年

现在,一项对数百万颗恒星的全面新调查发现,银河系中心1000光年处的大多数恒星是在100多亿年前被不断膨胀的气体充满时形成的

这一过程可能是由原始物质的简单增生引发的,或者是与另一个年轻星系融合的更戏剧性的事情

马里兰州巴尔的摩太空望远镜科学研究所的联合首席研究员克里斯蒂安·约翰逊说:“许多其他螺旋星系看起来像银河系,有类似的凸起,所以如果我们能理解银河系是如何形成凸起的,那么我们就能很好地了解其他星系是如何形成凸起的。”

印第安纳州布鲁明顿市印第安纳大学的合著者凯蒂·皮拉乔斯基补充说:“这项调查以一种许多以前的调查都无法做到的方式,让我们看到了膨胀的全貌。”

这段视频放大了我们银河系的中心,从一张横跨71度天空的照片开始,到智利塞罗-托洛洛美洲天文台暗能量相机(DECam)拍摄的一张新照片结束

新图像覆盖0

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25度(约为满月的两倍宽),包含超过180,000颗恒星

信用:CTIO/NOIRLab/NSF/AURA,A

异教徒(STScI),W

克拉克森(密歇根大学迪尔伯恩分校),C

约翰逊(STScI)和M

里奇(加州大学洛杉矶分校) 看起来比他们的年龄小 为了得出结论,研究小组研究了恒星的化学成分

像许多好莱坞明星一样,银河突起中的明星看起来像是接受了宇宙肉毒杆菌治疗——他们看起来比实际年龄要年轻

这是因为它们包含的重元素(比氢和氦重)和太阳的量差不多——天文学家称之为金属

这很令人惊讶,因为金属需要时间来积累

它们一定是由早期恒星产生的,通过恒星风或超新星喷射出来,然后被纳入到后世

我们的太阳,在4

50亿年前,是一个相对较新的物种,所以它富含金属是有道理的

相比之下,我们银河系中的大多数旧恒星都缺乏重元素

然而,膨胀的恒星尽管年事已高,却富含金属

“鼓包里发生了不同的事情

那里的金属积累得非常非常快,可能在它存在的头5亿年,”洛杉矶加利福尼亚大学的联合首席研究员迈克尔·里奇说

研究小组利用测量不同波长光线下恒星的亮度,特别是紫外线,来确定它们的金属含量

在不同时间形成的恒星平均会有不同的金属丰度

相反,他们发现距离银河系中心1000光年以内的恒星显示出围绕单一平均值聚集的金属分布

如果明星是学生,金属性是你

S

成绩、突出的明星都有一个稳定的平均成绩,而不是一群优等生和一群劣等生

这表明这些恒星是在恒星诞生的短暂风暴中形成的

这张照片展示了银河系中心的大视野,是由智利塞罗-托洛洛美洲天文台暗能量相机(DECam)拍摄的一张拉出式图像

当银河系照片覆盖71度的天空时,DECam图像覆盖0度

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25度(大约是满月的两倍宽)

信用:银河照片:藤井彰;插图照片:CTIO/荷兰/国家科学基金会/光环/科学技术学院,西部

克拉克森(密歇根大学迪尔伯恩分校),C

约翰逊(STScI)和M

里奇(加州大学洛杉矶分校) 大图片,大数据 该小组测量了覆盖200多度的天空部分——这个区域大约相当于1000个满月

他们在维克托M号上使用了暗能量照相机(DECam)

智利塞罗托洛洛美洲天文台的布兰科4米望远镜,这是国家科学基金会的一个项目

这台宽视场照相机能够在一次曝光中拍摄3平方度的天空

该团队收集了超过450,000张个人照片,使他们能够准确地确定数百万颗恒星的化学成分

这项研究分析了70,000颗恒星的子样本

“我们的调查是独一无二的,因为我们能够用从紫外线到可见光到近红外线的波长扫描隆起的连续部分

这使我们能够清楚地了解凸起的各个组成部分是什么,以及它们是如何结合在一起的

这项调查收集的大量数据将推动更多的科学调查

例如,研究人员正在研究测量恒星距离的可能性,以制作更精确的凸起三维地图

他们还计划寻找他们的金属性测量值和恒星轨道之间的相关性

这项研究可以定位具有相似轨道的“恒星群”,这些恒星可能是被破坏的矮星系的遗迹,或者识别与星系旋转方向相反的恒星的吸积迹象

银河系的凸起形成历史在星系演化中是独特的还是普遍的?为了回答这个问题,天文学家将不得不观察遥远年轻宇宙中的星系组合——这是美国宇航局的詹姆斯·韦伯太空望远镜专门为之设计的任务

“有了韦伯,我们将坐在前排观看像我们银河系这样的星系形成,”里奇说

布兰科·DECam凸起调查是为了纪念维克多和贝蒂·布兰科而命名的

维克托·布兰科是塞罗-托洛洛美洲天文台的首任台长;他和贝蒂·布兰科还率先使用天文台的4米望远镜研究了银河凸起和麦哲伦星云

这些结果发表在皇家天文学会月刊上的两篇论文中

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