銀河系會拋出自己的恆星嗎?


近日新的電腦模擬顯示銀河系會剔除星際塵埃,但在過程中這些塵埃反而聚集在一起,在星系暈中形成新的恆星。

銀河系的結構大致可分為旋臂構成的盤面、銀心與外圍的銀暈,大多數恆星都位在盤面與銀心,形狀看起來像顆荷包蛋。不過,在銀河系周圍的球形區域內還有一小部分恆星圍繞著中心旋轉、構成銀暈。在銀暈中的多數恆星軌道離心率極高,相對銀河系中心徑向移動幅度也大。天文學家長期以來認為這些恆星大多數來自墜入銀河系的矮星系,這些矮星系過去受到銀河系的重力吸引,最後像拖肥糖(toffee,台灣譯做:太妃糖)一樣被拉伸成長長的恆星串。

然而,有些天文學家認為其中一些恆星可能是在銀暈中形成的。當銀暈中的氣體雲從銀暈墜入銀河系,它們可能會壓縮,並引發中重力塌縮,最終從中產生恆星。但加州大學以博士後研究員余思傑(Sijie Yu 譯音)為首的硏究團隊認為,如果氣體雲不是從外面掉進來怎麼辦?如果氣體雲來自銀河系怎麼辦?

余思傑利用稱為FIRE-2(Feedback in Realistic Environments 2 simulation)的回饋模擬程式製造了六個與銀河系相像的模擬星系,並以此模擬銀河系演化過程中的細節,諸如恆星風、超新星爆炸等作用對於銀河系的成長回饋過程。最後研究人員從模擬結果中發現約有5-40%的銀暈恆星是源自銀河系拋出的氣體雲,並在超新星的震波壓縮下成為恆星。

儘管天文學家已經觀察到許多星系(例如:M82)存在拋出的氣體雲的跡象,但仍未明確觀察到銀河系有類似的特徵。天文學家將希望寄託在歐洲太空總署的蓋亞(Gaia)衛星資料庫上,這顆衛星在太空中測量銀河系中超過十億顆恆星亮度及運動。透過這些數據與恆星性質地圖相結合,天文學家將有機會挖掘出銀河系的過去。

【圖:加州大學;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】 研究全文刊登在2020年3月3日出版的英國《皇家天文學會月報》

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