中国科学出版社 三个样品(LGB、RC和UGB)的DDPayne-LAMOST DR5和远地点DR16的[铁/氢]和[α/铁]比较
红色虚线是一对一的关系，实线是根据数据的线性拟合得出的校准值
信用:中国科学出版社 仰望星空，深邃的宇宙显得宁静而神秘
很难想象，古老的矮星系恩克拉多斯剧烈碰撞，被我们自己的银河系撕裂，留下了来自百手巨人的全新一代孩子的哭喊声
最近，《科学中国:物理、力学和天文学》发表了一篇名为“LAMOST调查中具有香肠运动学的低α金属丰度恒星:它们来自盖亚-香肠-恩克拉多斯星系吗？”中国科学院国家天文台的研究人员赵刚和陈玉琴合著
文章描述了在银河系早期历史上发生的一次重大合并事件中，盖亚-香肠-恩克拉多斯矮星系神秘消失的曲折过程，并讲述了作者如何通过多路径探索方法寻找其成员恒星的故事
同时，两位教授的评论
上海交通大学京教授
云南天文台韩发表
与狼共舞——银河系对地球静止轨道的增生 在宇宙家族中，有大量的星系，如银河系和仙女座星系，但更多的是矮星系成员，如射手座、麦哲伦星云和地球静止轨道
在其漫长的进化史中，银河系一直不断地与附近的矮星系相互作用、碰撞并最终融合，导致许多子结构的形成
2018年，欧洲航天局的盖亚卫星在速度空间探测到了所谓的“盖亚-香肠”结构，这是地球静止轨道矮星系与银河系“跳舞”后的碎片
数值模拟显示，100亿年前，地球静止轨道矮星系与银河系正面相撞，并深埋在银河系中心
最大飞溅的“加热”圆盘恒星中的强大冲击力达到银河光环，距离银河平面4千米以上
这是银河系古代历史上最大的合并事件
这一发现是星系形成和演化研究领域的里程碑
走向死亡——GSE合并为银河系带来新的活力 GSE矮星系落入银河系后，这个家族彻底解体，在太空中很难找到它的成员恒星
为了寻找这些失踪的成员星，教授
赵刚提议在LAMOST调查的基础上对地球静止轨道碎片进行多路径探索，通过结合两次大型光谱和天体测量调查的力量，开辟了一条在速度空间、轨道空间和化学空间寻找合并痕迹的新途径
基于LAMOST和盖亚的数据，他和他的同事在速度空间中挑选出了可能的GSE成员恒星
然后，他们采用化学丰度作为成员身份鉴定的脱氧核糖核酸测试，因为化学成分不会随着恒星的位置或运动而变化
总之，他们从LAMOST数据的800万颗恒星中识别出了1534颗低α富金属成员恒星
这是首次发现GSE星系中富含低α金属的成分
这个新发现的成分自然地从先前检测到的贫金属成分延伸出来
他们计算了空间分布并估计了这些成员恒星的年龄
令人惊讶的是，这些恒星都很年轻，但在银河平面上方却高达4千米
由于GSE合并事件发生在100亿年前，当时这些成员恒星还没有诞生，所以“飞溅”过程不可能将圆盘恒星带到如此高的位置
这引起了对GSE合并过程的先前画面的怀疑
赵和陈认为，这些低α富金属成员星并未经历喷溅过程，而是在随后的演化过程中由地球同步轨道合并的富金属气体新形成的
这一建议与阿玛兰特等人的流体动力学模拟一致
产生双峰圆盘化学
从观测角度来看，这项工作证明了地球静止轨道矮星系是一个类似银河系的块状类似物，这更新了我们对地球静止轨道星系化学演化的理解
盖亚-香肠结构被盖亚卫星在速度空间探测到
信用:V
Belokurov等人
2018，MNRAS，478，611 地球同步轨道的合并甚至对银河系的进化至关重要
它不仅带来了化学成分不同的GSE成员恒星，还改变了恒星在银河系的分布
更重要的是，它带来了富含金属的气体，引发了新的恒星形成，在银河系中放射出新的活力
前途无量——携手共建银河系家园，向仙女座星系进军 为了验证GSE星系的双峰盘化学，作者研究了速度相同但化学性质不同的GSE富金属成员恒星在轨道空间中的分布
发现高α和低α富金属恒星都呈现出相同的团块和条带，这表明它们都是从地球静止轨道吸积而来，并以相同的方式响应银河系引力势
有趣的是，Zmax=3-5 kpc的致密条带在距离银河平面4 kpc处形成了一个清晰的盘-晕跃迁
GSE合并是如何形成这个过渡的？这是由于在银河系引力势的影响下，地球静止轨道成员恒星的独特速度造成的观测效应
由于地球静止轨道成员的自转几乎为零，它们在Zmax(轨道最高点)的垂直速度也为零，它们在Zmax的时间比在其他位置(非零速度)的时间长，导致在|Z|~ 4 kpc的恒星堆积
就像高速公路上的汽车
当你陷入交通堵塞时，速度很低，你可以看到很多车聚集在一起，而在给定的速度高的地方，很少有车被显示出来
由于大量GSE成员恒星的Zmax=3-5 kpc，我们在|Z|~4kpc处观察到一个高密度区域
因为它们的径向速度既不为零也不相同，所以我们看到的不是一个团块，而是一个长条
为什么这个盘晕跃迁不能是其他矮星系引起的？跃迁不仅取决于矮星系的速度特征和质量，还取决于银河系的质量和合并事件发生的时间
因为地球静止轨道以零速度旋转，与银河系正面碰撞，并持续响应银河系的引力势，其成员恒星显示出这种独特的轨道特征
其他矮星系可能在其他地方产生团块
例如，射手座矮星系以较低的倾角与银河系合并，它们的成员恒星聚集在大约30公里/小时的轨道远地点，这被认为是银河系内外晕之间的过渡
由于其他矮星系不具备地球同步轨道的轨道特征，也不会对|Z|=4 kpc跃迁做出贡献，因此我们得出结论，它只是地球同步轨道合并事件留下的印记
几十年来，在不知道其形成原因的情况下，4 kpc一直被用作圆盘-晕的过渡
这是第一次揭示地球同步轨道合并事件导致银河系光晕和圆盘在4千帕时明显分离的物理机制
这是百手巨人的孩子们一起努力建造我们银河系家园的真实写照
随着时间的推移，地球静止轨道的后代和银河居民融合在一起，在位置、运动学和化学空间上变得难以区分
在重力的吸引下，他们向遥远的仙女座星系行进
根据最新的数值模拟，我们的后代将能够在40亿年内近距离亲眼目睹这两个大型星系的壮观碰撞
最终，我们的银河系和仙女座星系将合并成一个新的星系，但我们的太阳系预计会在这次合并事件中幸存下来
未来的2米中国空间站望远镜(CSST)在系统搜索地球静止轨道留下的痕迹以及研究银河系和仙女座星系之间的相互作用方面具有很大的优势
如果你对更多星系碰撞和合并的故事感兴趣，请继续关注CSST项目在未来的进一步揭示
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