哈勃太空望远镜发现的合并星系

NGC 2623：合并哈勃星系。

三十多年前，红外天文学卫星发现宇宙中包含许多极为发光的星系，其亮度比我们自己的银河系高出一千倍，但实际上在光波长下是不可见的。这些星系由深埋在尘埃和气体云中的恒星形成爆发提供动力。灰尘吸收紫外线，同时以红外波长辐射。在许多情况下，过度活跃是由星系之间的碰撞相遇触发的，这促使星际气体坍塌为新的恒星。

哈勃望远镜拍摄的怀疑银河系合并影像，距离我们约有七亿光年。可能实际上是一个单螺旋星系吗？一篇新论文提出了一种确定算法。该方法是使用计算机训练技术开发的，该技术应用于一百万个模拟的合并星系图像。

星系之间的碰撞很普遍。确实，大多数星系可能在其一生中都参与了一次或多次相遇，使这些相互作用成为星系演化和宇宙中恒星形成的重要阶段。例如，银河系受到万有引力束缚在仙女座星系上，并以每秒约50公里的速度接近它。我们预计将在十亿年左右的时间内见面。在当地宇宙中，目前约有5％的星系正在合并中，并且合并通常可以通过它们产生的可见形态变形（例如潮汐尾部从银河系盘片中扫出）来轻松识别。

然而，并非所有的红外发光星系都显示出这种畸变，当星际形成率比今天高得多并且星系的合并率也很高时，对于早期的宇宙纪的研究，识别（和分类）合并的问题变得尤为棘手。更高。（此外，正是由于它们如此发光，优先在深层星系调查中发现了这样的系统。）但是遥远宇宙中的星系太遥远，以至于无法检测到潮汐臂之类的空间信号（至少在目前的望远镜中如此）。除了合并引起的恒星形成以外，其他过程也有可能照亮了这些明亮的星系，例如，积聚的超大质量黑洞会发出大量的紫外线辐射。由于这种情况，仅根据光度测量值对早期宇宙中恒星形成的估计可能是不正确的。

CfA天文学家Lars Hernquist是发展合并星系计算机模拟的先驱。几年前，他和一组同事对宇宙中银河系的形成和演化进行了全新的大规模模拟，称为Illustris。在基于Ilustris模拟合并星系图像的新论文中，天文学家提出了一种方法，以帮助识别成像系统何时是合并对象。他们通过模拟合并创建了大约一百万张哈勃和詹姆斯·韦伯太空望远镜的合成图像，然后寻找合并的常见形态学指标。他们开发了一种算法，该算法可以成功地以大约百分之七十的完整性水平识别出合并，其合并距离最远为八百五十亿光年（当前的距离值），对应于距大纪元后约20亿年的时代。大爆炸。该算法的结果表明，与强大的集中度（或凸起）相关的空间特征对于选择过去的合并最重要，而双核和不对称对选择未来的合并最重要（也就是说，在未来的2.5亿年中的某个时候）。当应用于远距离合并的未来Webb图像时，新算法将特别有价值。

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出版物：Gregory F. Snyder，Vicente Rodriguez-Gomez，Jennifer M. Lotz，Paul Torrey和AmandaC.N。Quirk，Lars Hernquist，Mark Vogelsberger和Peter E.Freeman，MNRAS 486，3702，2019。