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研究:银河系与仙女座星系或已开始碰触

有研究表明,银河系与邻近的仙女座星系可能已开始碰触。此为银河系的示意图。(NASA/JPL-Caltech)

天文学家相信,银河系将在40亿年后与邻近的仙女座星系(M31)发生碰撞。但最近的研究显示,银河系与仙女座星系可能已经开始碰触,至少已经开始发生相互作用。

星系四周由气体和尘埃构成的晕圈称为环绕星际物质(circumgalactic medium, CGM),它们约占星系质量(不含暗物质)的70%。

在过去,CGM一直是个谜团。天文学家只能经由测量被气体吸收的背景物体(例如类星体)发出的光来观察CGM。

但现在,在一项由美国与澳洲学术机构所共同进行的研究中,研究人员使用新的深度成像技术观察了2.7亿光年外的一个星系的CGM,该技术能探测到距离星系10万光年远的太空中发光的气体云。

这个被称为IRAS 08339+6517的螺旋星系有大量恒星诞生。该星系的星光(我们通常将其视为星系盘)距离其中心仅7,800光年,可见这些气体云有多么庞大。

这项研究的报告撰写人、澳洲斯威本科技大学(Swinburne University of Technology)的天体物理学家暨美国奥克拉荷马大学(University of Oklahoma)助理教授尼尔森(Nikole M. Nielsen)表示,他们似乎在这个星系的星际物质(interstellar medium, ISM)和CGM之间发现了相当清晰的边界。

这意味着星系可以延伸到比人们想象更远的地方,所以会比人们想象的更大。

如果是这样的话,天文学家预期的银河系与仙女座星系相撞,可能已经开始,至少这两个星系的CGM已经开始相交。

尼尔森说:“我们银河系和仙女座星系的CGM很有可能已经重叠和发生交互作用。”

研究人员说,对于与天文学和星系演化有关的重大问题而言,例如“星系如何演化”“它们如何获得气体”“它们如何处置这些气体”“气体会到哪里去”这些问题,这项研究能提供一些线索,因为CGM在气体的循环中扮演了重大的角色。

尼尔森说,藉由了解不同类型的星系(正在形成恒星的星系、不再形成恒星的星系与正在这两者之间过渡的星系)四周的CGM,天文学家可以观察到这些气体的差异,这可能会导致星系本身内部的差异,而这个气体储存量的变化实际上可能会造成星系本身的变化。

参与这项研究的还包括澳洲天文机构ASTRO 3D。该机构的科学家使用位于美国夏威夷的凯克天文台(W. M. Keck Observatory)观测了IRAS 08339+6517的CGM。这样的观测需要很暗的夜空,所以只有该天文台符合这样的条件。

ASTRO 3D的主管瑞安-韦伯(Emma Ryan-Weber)说:“这是我们第一次能拍到星系四周的这种晕圈。”

上述研究成果于9月6日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)期刊上。

在由澳洲国立大学(Australian National University)与多个国家的研究机构所共同进行的一项研究中,研究人员推断,银河系将于大约40亿年后与仙女座星系对撞。

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