银河系中发现的第一种“壳结构” –银河系碰撞的证据

在30亿年前的放射状合并之后，研究中发现的恒星形成了“壳结构”。

在银河系中发现了与矮星系发生侧面碰撞的证据。

大约30亿年前，一个矮星系冲入了银河系的中心，并由于碰撞的引力而被撕裂。天体物理学家今天宣布，这次合并在处女座附近产生了一系列类似贝壳的恒星形成的恒星，这是在银河系中发现的首个此类“壳结构”。这一发现为古代事件提供了进一步的证据，并为银河系中的其他现象提供了新的可能解释。

天文学家大约在二十年前发现了一种异常高密度的恒星，称为处女座超密度。恒星调查显示，其中一些恒星正在向我们移动，而另一些恒星正在向我们移动，这也是不寻常的，因为一簇恒星通常会一起行进。根据新出现的数据，伦斯勒理工学院的天体物理学家在2019年提出，密度过大是放射状合并（T形骨骼碰撞的恒星版本）的结果。

伦斯勒物理学，应用物理学和天文学教授，《天体物理学杂志》的主要作者海蒂·乔·纽伯格（Heidi Jo Newberg）说：“当我们把它们放在一起时，这是一个'啊哈'时刻。”“这群恒星有一整串不同的速度，这很奇怪。但是现在我们看到了它们的整体运动，我们理解了为什么速度不同，为什么它们以自己的方式移动。”

新近宣布的壳状结构是弯曲的恒星平面，就像伞一样，是在矮星系被撕裂时留下的，在合并入银河系的过程中，字面上会在银河系的中心上下弹跳，研究人员将其命名为“处女座径向合并”。每次矮星系恒星快速通过银河系中心时，由于它们被银河系的引力拉回而减速，直到它们停在最远的位置，然后再次旋转通过中心而坠毁，从而产生了另一个壳结构。与测量数据匹配的模拟可用于计算矮星系已经经历了多少个周期，因此可以算出原始碰撞发生的时间。

这份新论文根据斯隆数字天空调查，欧洲航天局盖亚太空望远镜和中国LAMOST望远镜的数据，确定了处女座密度的两个壳结构和赫拉克勒斯天鹰座云的两个壳结构。壳和恒星运动的计算机模型表明，矮星系在27亿年前首次通过银河系的银河系中心。

纽伯格是银河系光环的专家，银河系是围绕中央盘旋臂的球形球形云团。这些恒星中的大多数（如果不是全部）似乎都是“移民”，它们是由较小的星系形成的，后来被拉入银河系。当较小的星系与银河系合并时，它们的恒星受到所谓的“潮汐力”牵引，潮汐力是与在地球上形成潮汐的力相同的一种微分力，它们最终形成一长串恒星，在光环内一致地运动。这种潮流合并是相当普遍的，并且在过去的二十年中构成了纽伯格研究的大部分内容。

暴力程度更高的“径向合并”被认为远没有那么普遍。伦斯勒大学的研究生，该论文的第一作者托马斯·唐伦二世（Thomas Donlon II）说，他们最初并没有在寻找这种事件的证据。

Donlon说：“还有其他星系，通常是球状星系，具有非常明显的壳结构，因此您知道发生了这些事情，但是我们已经在银河系中进行了观察，还没有看到真正明显的，巨大的壳。”是第一篇提出处女座径向合并的2019年论文的主要作者。当他们为处女座超重运动建模时，他们开始考虑径向合并。“然后我们意识到，导致这些大问题的原因是同一类型的合并。看起来看起来有所不同，因为，一方面，我们在银河系中，所以我们有不同的视角，而且这是一个盘状星系，并且在盘状星系中没有那么多壳结构的例子。”

这一发现对其他许多恒星现象都具有潜在的影响，其中包括盖亚香肠（Gaia Sausage），据信这是由8到110亿年前的矮星系合并产生的恒星形成。先前的工作支持了处女座径向合并和盖亚香肠起源于同一事件的想法。处女座径向合并的年龄估计值低得多，这意味着这两个事件是不同的事件，或者盖亚香肠要年轻得多，并且不可能像以前所声称的那样造成银河系厚盘的产生。最近发现的靠近太阳的恒星的位置和速度数据的螺旋模式，有时称为盖亚蜗牛，以及提议的事件，称为飞溅，也可能与处女座径向合并有关。

纽伯格说：“这一发现有很多潜在的关联。”“处女座径向合并为我们进一步了解我们所看到但尚未完全理解的其他现象打开了大门，而这很可能已经受到了距今不到30亿年的整个星系中间坠落的影响。 ”

参考：Thomas Donlon II，Heidi Jo Newberg，Robyn Sanderson和Lawrence M.Widrow撰写的“银河系的壳结构揭示了径向碰撞的时间”，2020年10月20日，天体物理学杂志。DOI：
10.3847 / 1538-4357 / abb5f6

国家科学基金会拨款AST 19-08653支持“银河系的壳结构揭示了径向碰撞的时间”； Marvin氏族，Babette Josephs和Manit Limlamai的贡献；以及2015年支持银河系研究的人群资助运动。宾夕法尼亚大学的罗宾·桑德森（Robyn Sanderson）和安大略省皇后大学的劳伦斯·维德罗（Lawrence M. Widrow）参与了Donlon和Newberg的研究。Widrow得到了加拿大自然科学与工程研究理事会的“发现资助”的支持。