中外天文學家聯合發現大部分銀河系矮星系剛剛進入銀河系

銀河系周圍的矮星系通常認為是銀河系的衛星星系，就像太陽圍繞著銀河系中心運轉一樣。 由歐洲太空總署蓋亞衛星（GAIA）在2020年最新釋放數據研究顯示，大多數的矮星系具有非常高的能力和角動量。 一項由法國巴黎-默東天文台（Observatoire de Paris - Meudon），中國科學院國家天文台和德國萊布尼茨天體物理研究所（Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam）合作的研究成果發現，大多數的矮星系是剛剛進入銀河系暈中。 這項研究成果對銀河系及其周邊環境的研究提出新的問題。

在過去幾十年裡，銀河系周圍的矮星系通常認為是已經穩定圍繞銀河系運轉了幾十億到上百億年的衛星星系。在很多的研究文獻以及在線的天體物理課程中都存著這樣的認知。 利用蓋亞衛星的精確數據可以對這一假設進行檢驗，結果是驚人的。

由法國巴黎默東天文台，中國科學院國家天文台和德國萊布尼茨天體物理研究所組成的國際研究團隊，利用蓋亞衛星最新釋放的到目前為止最為精確的天體物理測量數據，得到四十個矮星系的立體速度和軌道數據。利用速度與位置數據推導矮星系在銀河系暈中運動的能量與角動量。他們發現這些矮星系的能量與角動量比銀河系中的巨星和球狀星團高很多。由於存在著不同的能量損失機制，分佈在銀河系暈中的天體會隨著時間逐步減少能量和角動量。它們在銀河系中運轉時間越長，將損失越多的能量與角動量。大部分銀河系的巨星來源於八十到一百億年前的一次並合過程，還有一部分恆星來源於四十到六十億年前進入銀河系，並不斷撕裂和拉扯的人馬座矮星系。這項研究顯示：大部分銀河系矮星系可能是最近幾十億年內剛剛進入銀河系暈中，它們具有比人馬座矮星系更高的能量與角動量 由於幾十億年只相當於一個軌道周期，從宇宙學方面說這些矮星系是首次進入銀河系暈中。

這次發現具有兩方面意義。首先，這些共同進入銀河系的矮星系是伴隨著麥哲倫星系進入銀河系，而麥哲倫雲星系是首次進入銀河系。只有少部分的矮星系是銀河系的長期伴隨矮星系。第二個意義涉及到矮星系的暗物質問題：如果這些矮星系已經在銀河系中運轉了很長時間，這就需要大量的暗物質來屏蔽掉銀河系潮汐影響。但是如果這些矮星系是剛剛進入銀河系暈中，暗物質就不是必須，而是需要從新評估矮星係是否處於平衡狀態或者是處於解體狀態。

【圖：歐洲太空總署；文：節錄自中國科學院國家天文台網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2021年11月24日出版的《天體物理學報》 標題是：Gaia EDR3 Proper Motions of Milky Way Dwarfs. II Velocities, Total Energy, and Angular Momentum