盖亚绘制的星图里,藏着银河系不为人知的紊乱以前

来历:Nature天然科研

来自盖亚探测器的最新数据从底子上改变了我们对银河系演化的认知。

上一年4月的一天,Amina Helmi在前往荷兰北部上班的路上起了一阵鸡皮疙瘩,其实不是因为天气冷,而是因为一种朴实的期待。几天前,欧洲航天局(ESA)的“盖亚”(Gaia)使命将以前五年绘制而成的超详细银河系地图全数发布。作为格罗宁根大学的一名地理学家,Amina Helmi和她的团队当时正争分夺秒地解读这些数据,以期祖先一步解开银河系的隐秘。

来源: ESA/Gaia/DPAC来历: ESA/Gaia/DPAC

加班加点赶进度,激动得睡不着觉,Helmi和同事都预见将有大事发生。团队一共发现了3万颗“叛逃”恒星。不同于银河系主体中其他天体的平面盘形绕轨运动,这些不守规矩的恒星逆其道而行之,沿着带领它们脱离银道面的轨道运动。

团队用了几周的时间,发现了这群亮堂的恒星昭示着银河系前史上一段不为人知的紊乱以前:年青的银河系曾与一个巨大的伴星系发生过碰撞。这个巨大的伴星系曾围绕着银河系运动,就像行星围绕恒星而转,但在约80亿-110亿年前,两者发生了碰撞,导致银盘发生剧变,恒星四散开来。这是迄今已知的在银河系构成人类所熟知的旋臂结构前的终究一次大碰撞。

几十亿年来,那次古老的碰撞留下的信号就在我们眼前,但一直到盖亚数据集公布之后,地理学家才干检测到它。Helmi对此评价道:“可以发现银河系前史上的这一里程碑工作简直太棒了。”

多亏了盖亚使命,这类具有重粗心义的发现层出不穷。盖亚使命的方针是编制一张囊括10亿多颗局域恒星的星表,记载下它们的亮度、温度、年纪、方位和速度。

其间,恒星的方位和速度对地理学家来说尤其重要:盖亚使命之前,科学家一直短少关于许多恒星的间隔和“自行”(恒星在天空中的移动)的高精度丈量数据。

一旦有了这些要害信息,就像Helmi和她的同事一样,研讨人员能寻找到沿着协调轨迹一同运动的天体,并发现它们的一同来源。知道恒星速度还有助于追溯暗物质的影响——谜一般的暗物质虽然看不见摸不着,却是银河系的主要质量来历,其引力可以弯曲恒星的运动轨迹。

自从2018年4月盖亚数据集公布以来,已有几百篇论文相继宣布出来,它们所描绘的银河系比我们原先所想象的更有活力,也更杂乱。这个银河系中充满了惊喜,比如那些指向暗物质团存在的迹象,或许能让科学家进一步知道暗物质的性质。英国剑桥大学地理学家Vasily Belokurov表明,那些容易发现的初期成果现已带来了转变,但这只是一场地理学大发现的预演:“我们对银河系的知道现已完全改变了。”

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