天文學(xué)家確定了罕見的孤獨(dú)矮星系的起源

根據(jù)定義，矮星系小而暗淡，只有銀河系和其他星系中發(fā)現(xiàn)的恒星的一小部分。然而，矮星中也有巨人：超擴(kuò)散星系或 UDG 是包含相對(duì)較少恒星但分散在廣闊區(qū)域的矮星系。由于它們是如此彌散，這些系統(tǒng)很難被發(fā)現(xiàn)，盡管大多數(shù)被發(fā)現(xiàn)隱藏在更大、更亮的星系團(tuán)中。

現(xiàn)在，來自麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)河濱分校和其他地方的天文學(xué)家已經(jīng)使用詳細(xì)的模擬來探測“淬火”的 UDGs——一種已經(jīng)停止產(chǎn)生恒星的罕見矮星系。他們在模擬中確定了幾個(gè)這樣的系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)星系不是成群結(jié)隊(duì)的，而是被放逐在空洞中——宇宙中安靜、幾乎空無一物的區(qū)域。

這種隔離與天文學(xué)家關(guān)于淬滅的 UDG 應(yīng)該如何形成的預(yù)測背道而馳。因此，該團(tuán)隊(duì)使用相同的模擬來倒回矮人系統(tǒng)的進(jìn)化，并確切了解它們是如何形成的。

研究人員發(fā)現(xiàn)，淬滅的 UDG 可能會(huì)聚結(jié)在具有異常高角動(dòng)量的暗物質(zhì)暈中。就像棉花糖機(jī)器一樣，這種極端環(huán)境可能會(huì)產(chǎn)生異常伸展的矮星系。

這些 UDG 然后在星系團(tuán)內(nèi)演化，就像大多數(shù) UDG 一樣。但是星團(tuán)內(nèi)的相互作用可能將矮人拋入虛空，使它們具有寬闊的、類似回旋鏢的軌跡，稱為“后飛濺”軌道。在這個(gè)過程中，星系的氣體被剝離，使星系“淬火”，無法產(chǎn)生新的恒星。

模擬表明，這種 UDG 應(yīng)該比觀察到的更常見。研究人員說，他們發(fā)表在《自然天文學(xué)》上的結(jié)果為天文學(xué)家提供了一個(gè)藍(lán)圖，可以在宇宙的空隙中尋找這些侏儒巨星。

麻省理工學(xué)院物理學(xué)副教授馬克·沃格爾斯伯格 (Mark Vogelsberger) 說：“我們一直努力就我們在宇宙中擁有的星系達(dá)成完全共識(shí)。”“這項(xiàng)研究增加了模擬實(shí)際預(yù)測的新星系群。我們現(xiàn)在必須在真實(shí)的??宇宙中尋找它們。”

Vogelsberger 與加州大學(xué)河濱分校的 Laura Sales 和阿根廷理論與實(shí)驗(yàn)天文學(xué)研究所的 José A. Benavides 共同領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。

紅與藍(lán)

該團(tuán)隊(duì)尋找淬滅的 UDG 始于對(duì) UDG 衛(wèi)星的簡單調(diào)查——位于星系團(tuán)外的超擴(kuò)散系統(tǒng)。天文學(xué)家預(yù)測星團(tuán)內(nèi)的 UDG 應(yīng)該被淬滅，因?yàn)樗鼈儗⒈黄渌窍蛋鼑@些星系基本上會(huì)擦掉 UDG 已經(jīng)擴(kuò)散的氣體并關(guān)閉恒星的產(chǎn)生。星團(tuán)中淬滅的 UDG 應(yīng)該主要由老恒星組成，并且呈現(xiàn)紅色。

如果 UDG 存在于星團(tuán)外，在虛空中，預(yù)計(jì)它們將繼續(xù)產(chǎn)生恒星，因?yàn)椴粫?huì)有來自其他星系的競爭氣體來熄滅它們。因此，虛空中的 UDG 預(yù)計(jì)會(huì)充滿新的恒星，并呈現(xiàn)藍(lán)色。

當(dāng)該團(tuán)隊(duì)調(diào)查之前對(duì) UDG 衛(wèi)星的探測時(shí)，在星團(tuán)外，他們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是藍(lán)色的，正如預(yù)期的那樣——但也有一些是紅色的。

“這就是引起我們注意的地方，”Sales 說。“我們想，'他們在那里做什么?他們是如何形成的?沒有很好的解釋。”

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