暗物质卫星星系触发矮星系恒星诞生

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一个正在经历星暴过程的矮星系。一项最新研究显示,这种情况可能与其周围存在的暗物质卫星星系有关

(神秘的的地球报道)据新浪科技(晨风):物理学家组织网站有关报道,根据现有的宇宙结构形成模型,即所谓“Λ冷暗物质模型”得到的结果之一便是认为星系实际上是嵌入在一些巨大的暗物质晕结构之中,其周围则被数以千计更小一级的暗物质晕所包围。

在一些大型星系,比如银河系的周围,这样的次级暗物质晕内拥有足够的气体和尘埃物质,足以自己形成较小的星系,这些小型星系中的一部分还可以被观测到,也就是我们平常所言的“卫星星系”。这样的卫星星系可以连续数十亿年围绕中央的大型星系运行,此后也可能会与主星系合并。这样合并事件会让主星系获得大量气体和恒星,从而激发剧烈的恒星新生过程——也就是所谓的“星暴”现象。在这样的合并过程中,主星系的形状和外观也有可能由于引力扰动的作用而发生改变。

那些较小型的暗物质晕中会形成矮星系,这些暗物质晕本身有时还会被规模更小一级的暗物质晕结构包围,但这样的次一级结构中所包含的气体等物质则太少了。因此这类“暗卫星星系”则无法使用望远镜进行观测,但却可以在计算机模拟中出现。而要想确凿证明它们的存在,我们则必须获得它们与主星系之间发生相互作用的直接观测证据。

劳拉·萨尔斯(Laura Sales)是美国加州大学河滨分校物理与天文学院的助理教授,她与荷兰卡普坦天文研究所的特斯克·斯塔肯伯格(Tjitske Starkenburg)和阿米娜·赫尔米(Amina Helmi)合作,基于理论模型,提出了一种全新的计算机模拟分析,可用于对矮星系-暗物质卫星星系之间相互作用的研究。

有关这项研究的细节已经在《天文与天体物理学》杂志上一篇名为《暗物质的影响II:矮星系与暗物质卫星星系合并过程中气体与恒星的形成》的最新论文中进行了阐述。

研究人员发现在暗物质卫星星系距离矮星系最近的时候,其施加的引力影响对造成矮星系内部气体受到压缩,从而触发一次明显的星暴过程。这样的星暴过程一般可以持续数十亿年,具体时间长短取决于这些暗物质卫星星系的质量、轨道和卫星星系的聚集程度。

这一理论预计,很多我们今天已经观测到的矮星系可能会具有比原先预计更高的恒星产生率,或者可能会经历星暴过程——而观测已经证实了这一结论。

另外,和质量更大的星系之间相互作用的情况类似,矮星系与暗物质卫星星系之间的相互作用也会造成其星系整体外观的改变,从典型的旋涡状变成椭圆或圆形外观。因此这一新机制的提出也可以为那些孤立存在的圆形矮星系的成因提供解释,而在此之前的数十年里,这些孤立矮星系的成因问题一直困扰着天文学家们。

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