超扩散星系(UDG),是一种矮小的、密度极低的星系。其恒星分散在一个巨大的区域内,因此恒星表面亮度极低,很难被发现。这样的超扩散星系是如何形成的?它们的暗物质光环,即围绕着星系的看不见的物质光环,是否有特别之处呢?
加州大学河滨分校的天文学家Laura Sales引领的一个国际天文学家小组在《自然》天文学杂志上提到,研究小组已经使用复杂的模拟方法,在宇宙的低密度环境中探测到了一些“淬灭”的超扩散星系。淬灭的星系是一个不形成恒星的星系。
物理学和天文学副教授Sales补充道,研究的发现与星系形成的理论不一致,因为淬灭的矮星需要在星系团或星系群环境中,它们的气体会被移除并停止形成恒星。但是,研究中检测到的淬灭的UDG是孤立的。检测那些孤立的UDG,在时间上追踪它们的演化,可以发现它们起源于背向轨道(backsplash orbit)。背向星系(backsplash galaxy)如今像一个孤立的星系,但在过去是一个更大质量体系的卫星,类似于彗星,它会定期靠近太阳,但它的大部分旅程是孤独的,大部分是远离太阳系。
矮星系是小型星系,包含1亿到几十亿颗恒星。相比之下,银河系有2000亿到4000亿颗恒星。虽然所有的UDG都是矮星系,但不是所有的矮星系都是UDG。超扩散星系具有矮星系的恒星含量,比银河系小10-100倍。但是它的大小与银河系相当,而且它具有极低的表面亮度,这就是它的特别之处。
研究人员使用的名为TNG50的模型进行模拟,它具有与观察到的UDG相似的特征。其次,研究人员发现了一些罕见的淬灭UDG,它们没有形成恒星星系。使用TNG50作为‘时间机器’来观察UDG是如何到达现在所在的位置,研究发现这些物体在几十亿年前是卫星,但被驱逐到一个椭圆的轨道上,因此今天看起来是孤立的。
研究人员还说,根据模拟,淬灭的UDG通常占一个超扩散星系群的25%。然而,在实际观测中,这一比例要小得多。这意味着很多潜伏在黑暗中的矮星系,可能一直没有被发现。
研究小组称,将继续对UDG进行研究,未来的观察设备会更先进,能探测到更多这些有趣的UDG。
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论文原文:
https://www.nature.com/articles/s41550-021-01458-1
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