潮汐矮星系”,这些被引力束缚的气体和恒星集合是在大型螺旋星系之间的合并或相互作用过程中形

文章作者:管理一号 | 2019-11-26

在运用美国宇航局(NASA)行将推出的詹姆斯·韦伯太空望远镜进行的两项独立研讨中,一组天文学家将观察银河系和附近仙女座星系的矮星系火伴,研讨这些矮星系将协助科学家了解星系的形成和暗物质的性质,暗物质被认为占宇宙中大约85%的物质。在第一项研讨中,该研讨团队将经过测量银河系两颗矮星的运动来获得有关暗物质的信息。在第二项研讨中,将研讨大星系仙女座星系周围四个矮星系的运动。

詹姆斯·韦伯太空望远镜还没发射,天文学家就计划研究暗物质了!

这将有助于确认仙女座一些卫星星系是否在一个平面内运转,就像咱们太阳周围的行星一样,这将对了解星系的构成有重要意义。这两个项目的首席研讨员是马里兰州巴尔摩空间望远镜科学研讨所(STSCI)的Roeland van der Marel。离咱们银河系最接近的星系是伴矮星系,比银河系小得多,van der Marel和团队计划研讨其间两个矮星系Draco和Sculptor中恒星的运动,恒星轨迹或许由每个星系中暗物质产生的引力控制。

观测银河系伴星系中的恒星运动

经过研讨恒星的运动方法,研讨人员将可以确认暗物质在这些星系中的散布情况。世界中的结构是如何构成的,取决于构成世界中大部分质量的暗物质的性质。知道暗物质存在,但我们不知道这些暗物质到底是由什么组成。只知道世界中有某种具有引力性质的东西,它会拉动物体,但并不真的知道它是什么。该小组将研讨暗物质在矮星系中心的散布,以确认这种神秘现象的温度特性,假如暗物质是“冷暗物质”,那么它在星系中心邻近的密度将非常高。

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如果暗物质是“暖暗物质”,它将在挨近银河中心的整个区域中变得更加均匀。与此同时,韦伯太空望远镜近红外相机(NIRCam)将研究Draco和Sculptor的中心,另一台仪器,近红外成像仪和无缝隙光谱仪(NIRISS),将勘探矮星系的外围。这些同步观测将供给一些关于恒星如何在矮星系中心和外围不同移动的洞察。它们还将能进行同一星系的两个独立测量,以检验任何体系或仪器的影响。因为韦伯太空望远镜的光搜集面积,大约是美国宇航局哈勃太空望远镜的六倍,因而该团队可以测量比哈勃所能看到微弱得多的恒星运动。

研究矮星系伴星对仙女座的运动

一项研讨中包括的恒星越多,研讨小组就能越精确地对影响它们运动的暗物质进行建模。仙女座星系是间隔咱们银河系最近的大街坊星系,它和银河系相同,有许多矮星系伴星。van der Marel和研讨团队计划研讨这些矮星系中的四个是如何环绕仙女座星系运动,以确定它们是否在空间中的平面内分组,或许它们是否在环绕仙女座星系五湖四海移动。与第一个观测项目不同的是,该团队并没有试图测量矮星系内的恒星如何运动。

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在这项研究中,研究企图确定矮星系作为一个整体是如何围绕仙女座移动的,这将供给对大星系通过吸积和堆集较小星系而形成进程的洞悉,以及这一进程的确切运转原理。在大多数模型中,围绕在较大星系周围的矮星系不会坐落平面内。通常,科学家们会希望矮星系以随机的方式绕着更大星系飞翔。慢慢地,这些矮星同伴会失掉能量,并被吸积到更大的星系中,而这个星系还会变得更大。然而,对于银河系和仙女座星系来说,有几项研究表明,至少有一部分矮星系坐落一个平面上,乃至可能在该平面内旋转。

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确认这是否事实的办法之一是丈量他们的三维运动,如果运动实际上是在平面上,那就意味着矮星系将停留在平面上。但是,如果伴矮星看起来在一个平面上,但他们的运动是在各个方向上,这将标明一种偶尔的摆放,而不是一个持久的结构。如果矮星系真的在一个平面上,这可能意味着几件事中的一件。有可能是很大一部分矮星同伴作为一个独自的集体落入了仙女座星系轨迹。如果是这样的话,矮星将保存他们一同坠入的“回忆”,而且他们现在将表现出相似的动力学性质。

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另一种可能性是仙女座的矮星系构成了所谓的“潮汐矮星系”,这些被引力捆绑的气体和恒星集合是在大型螺旋星系之间的兼并或相互作用过程中构成,它们的质量与矮星系一样大,但并不像科学家认为的那样由暗物质主导,由于咱们周围的大多数矮星系都是这样。两个大星系与很多气体的兼并可能会构成一些终究构成单一平面结构的矮星系,但这将是不寻常的,由于科学家们不认为潮汐矮星系是宇宙中占主导地位的矮星系类型,人们通常知道矮星系是在称为晕的暗物质云内部构成。

韦伯的极高精确度

这两种状况都或许意味着星系的形成或许比研讨人员有时以为的更复杂。这两种状况都会对发展星系形成理论模型的科学家供给额定的约束。在这两个项目中,研讨团队将把韦伯太空望远镜的精确度推到极限,这是一个十分棘手的状况,由于基本上咱们想要测量的是十分微小的运动,即想要达到的精度就像从地球上看到在月球表面每年移动几英寸的东西。这两项研讨都是分配给韦伯望远镜科学家马特山团队的确保时间观测(GTO)方案;

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他也是总部设在华盛顿特区的大学天文学研究协会(AURA)的主席,詹姆斯·韦伯太空望远镜将于2021年发射升空,到时将成为世界上名列前茅的空间科学观测站,韦伯将能解开太阳系中的奥秘,超越其他恒星周围的遥远世界,探索我们世界的神秘结构和起源,以及我们在其中的位置。詹姆斯·韦伯太空望远镜是由美国宇航局(NASA)及其合作伙伴欧洲航天局(ESA)和加拿大航天局领导的一个世界项目。

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