巨人研究证实银河系确实是一个不寻常的星系

天文学家经常使用银河系作为研究星系如何形成和演化的标准。由于我们在里面，天文学家可以用先进的望远镜详细研究它。

通过用不同的波长研究它，天文学家和天体物理学家可以比遥远的星系更详细地了解它的恒星数量、气体动力学和其他特征。

然而，检查银河系 101 个亲属的新研究表明它与它们有何不同。

理解事物的一种有效方法是将它们与班上的其他人进行比较和对比，这是我们在学校学到的一种技巧。调查是比较和对比事物的有效工具，天文调查为这项工作贡献了大量的基础数据。

这斯隆数字巡天（SDSS） 中，则Two Micron 全天空巡天（2MASS） 和ESA 的 Gaia 任务都是突出的例子。

这围绕 Galactic Analogs 的卫星（SAGA）调查是另一个，它的第三个数据发布功能是三项新研究。

这些研究都基于 101 个质量与银河系相似的星系，每项研究都涉及将这些星系与我们的星系进行比较的不同方面。

• SAGA 调查。III. 银河系周围 101 个卫星系统的普查 - 质量星系
• SAGA 调查。IV. 围绕银河系质量星系的 101 个卫星系统的恒星形成特性
• SAGA 调查。V. 使用更新的 Universe Machine 对银河系质量星系周围的卫星系统进行建模

研究表明，星系形成于巨大的光晕中暗物质，一种不与光相互作用的难以捉摸的物质。宇宙中 85% 的物质是神秘的暗物质，而只有 15% 是正常物质或重子物质，即构成行星、恒星和星系的类型。

虽然我们看不到这些巨大的光晕，但天文学家可以观察到它们的影响。它们的引力正常地聚集在一起，形成星系和恒星。

SAGA 旨在了解暗物质光晕的工作原理。它研究了质量与银河系相似的星系周围的低质量卫星星系。

这些卫星可以被捕获并吸引到更大星系的暗物质晕中。SAGA 已经发现了数百个围绕 101 个银河系质量星系运行的卫星星系。

“银河系一直是一个令人难以置信的物理实验室，包括星系形成的物理学和暗物质的物理学，”人文与科学学院人文与科学教授兼物理学教授 Risa Wechsler 说。Wechsler 还是 SAGA 调查的联合创始人。

“但银河系只是一个系统，可能不是其他星系形成的典型方式。这就是为什么找到相似的星系并进行比较至关重要的原因。

银河系与其他 101 个银河系之间的比较揭示了一些显着差异。

“我们的结果表明，我们不能将星系形成的模型仅仅局限于银河系，”韦克斯勒说，他也是 SLAC 国家加速器实验室的粒子物理学和天体物理学教授。

“我们必须看看类似星系在宇宙中的完整分布。”

SAGA 调查的第三次数据发布包括在 101 MW 质量系统中发现的 378 颗卫星，第一篇论文侧重于卫星。

只有经过艰苦的搜索才能发现他们。其中四个属于银河系，包括著名的大麦哲伦星云和小麦哲伦星云。

“以前没有人尝试过这是有原因的，”韦克斯勒说。“这是一个非常雄心勃勃的项目。我们不得不使用巧妙的技术，从背景中的数千个天体中对这 378 个轨道星系进行分类。这是一个真正的大海捞针的问题。

SAGA 发现每个星系的卫星数量从 0 到 13 不等。根据第一篇论文，最大质量卫星的质量是卫星数量多度的有力预测指标。

“三分之一的 SAGA 系统包含 LMC 质量的卫星，而且它们往往比 MW 拥有更多的卫星，”该论文指出。银河系在这方面是一个异常值，这也是它非典型的原因之一。

第二项研究侧重于卫星中的恒星形成。恒星形成率 （SFR） 是了解星系演化的重要指标。

研究表明，恒星的形成在卫星星系中仍然很活跃，但它们离宿主越近，它们的 SFR 就越慢。有没有可能，靠近星系的暗物质晕的更大吸引力正在淬灭恒星的形成？

“我们的结果表明，在类似银河系的环境中，低质量卫星和 100 kpc 以内的卫星被更有效地淬灭，这些过程的作用足够慢，可以保存所有恒星质量和投影半径的恒星形成卫星群，”第二篇论文指出。

然而，在银河系的卫星中，只有麦哲伦星云仍在形成恒星，径向距离起着一定的作用。

“现在我们有一个难题，”韦克斯勒说。

“银河系中是什么导致这些小型、低质量的卫星的恒星形成被淬灭？也许，与典型的宿主星系不同，银河系有一个独特的组合，既有已经停止恒星形成的老卫星，也有最近才落入银河系暗物质晕的较新的活跃卫星——LMC 和 SMC。

这是我们的星系非典型的另一个原因。

卫星星系周围较小的暗物质晕呢？他们扮演什么角色？

“对我来说，前沿是弄清楚暗物质在比银河系更小的尺度上的作用，就像围绕这些小卫星的较小暗物质晕一样，”韦克斯勒说。

第三篇论文将 SAGA 的第三次数据发布与计算机模拟进行了比较。作者开发了一种在小于或等于 10 的星系中猝灭的新模型⁹太阳质量。

他们的模型受到 101 个星系的 SAGA 数据的约束，然后研究人员将其与斯隆数字巡天中孤立的场星系进行了比较。

该模型成功地再现了卫星的恒星质量函数、它们的平均 SFR 和卫星中的淬灭分数。它还在更孤立的卫星星系中保持了 SFR，并在更近的卫星中观察到增强的猝灭。

该模型需要更多的观测测试，作者指出，光谱巡天是合乎逻辑的下一步。

这些调查有望回答有关内部反馈在低质量卫星中的作用、它们的质量和气体吸积、暗物质对它们的影响以及卫星特有的气体过程的问题。

“SAGA 提供了一个基准，通过对银河系以外系统中的卫星星系的详细研究来促进我们对宇宙的理解，”Wechsler 说。

“虽然我们完成了在 101 个宿主星系中绘制明亮卫星的最初目标，但还有很多工作要做。”

本文最初由今日宇宙.阅读原创文章.

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