根據定義,矮星系小而暗淡,只有銀河系和其他星系中發(fā)現的恒星的一小部分。然而,矮星中也有巨人:超擴散星系或 UDG 是包含相對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,盡管大多數被發(fā)現隱藏在更大、更亮的星系團中。
現在,來自麻省理工學院、加州大學河濱分校和其他地方的天文學家已經使用詳細的模擬來探測“淬火”的 UDGs——一種已經停止產生恒星的罕見矮星系。他們在模擬中確定了幾個這樣的系統(tǒng),發(fā)現星系不是成群結隊的,而是被放逐在空洞中——宇宙中安靜、幾乎空無一物的區(qū)域。
這種隔離與天文學家關于淬滅的 UDG 應該如何形成的預測背道而馳。因此,該團隊使用相同的模擬來倒回矮人系統(tǒng)的進化,并確切了解它們是如何形成的。
研究人員發(fā)現,淬滅的 UDG 可能會聚結在具有異常高角動量的暗物質暈中。就像棉花糖機器一樣,這種極端環(huán)境可能會產生異常伸展的矮星系。
這些 UDG 然后在星系團內演化,就像大多數 UDG 一樣。但是星團內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。在這個過程中,星系的氣體被剝離,使星系“淬火”,無法產生新的恒星。
模擬表明,這種 UDG 應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》上的結果為天文學家提供了一個藍圖,可以在宇宙的空隙中尋找這些侏儒巨星。
麻省理工學院物理學副教授馬克·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成完全共識。”“這項研究增加了模擬實際預測的新星系群。我們現在必須在真實的??宇宙中尋找它們。”
Vogelsberger 與加州大學河濱分校的 Laura Sales 和阿根廷理論與實驗天文學研究所的 José A. Benavides 共同領導了這項研究。
紅與藍
該團隊尋找淬滅的 UDG 始于對 UDG 衛(wèi)星的簡單調查——位于星系團外的超擴散系統(tǒng)。天文學家預測星團內的 UDG 應該被淬滅,因為它們將被其他星系包圍,這些星系基本上會擦掉 UDG 已經擴散的氣體并關閉恒星的產生。星團中淬滅的 UDG 應該主要由老恒星組成,并且呈現紅色。
如果 UDG 存在于星團外,在虛空中,預計它們將繼續(xù)產生恒星,因為不會有來自其他星系的競爭氣體來熄滅它們。因此,虛空中的 UDG 預計會充滿新的恒星,并呈現藍色。
當該團隊調查之前對 UDG 衛(wèi)星的探測時,在星團外,他們發(fā)現大多數都是藍色的,正如預期的那樣——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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