螺旋星系在变成繁星漩涡之前可能是扁豆形的

银河系曾经看起来更像是豆科植物,而不是繁星点点的漩涡。

在其不可思议的漫长生命周期中,像银河系这样的螺旋星系通常被认为会演变成扁豆形的“透镜状”星系,然后演变成椭圆形的斑点。序列号:2018 年 4 月 23 日 )。但天文学家阿利斯特·格雷厄姆 (Alister Graham) 在 7 月份的报告中指出,对附近星系的分析表明,我们的星系以及其他类似星系曾经是透镜状的。 英国皇家天文学会每月通知。如果正确的话,格雷厄姆提出的对星系演化序列的更新将改写银河系的历史。

“透镜状透镜一直是 [星系] 形态学中被遗弃的继子,”英国曼彻斯特大学的天文学家克里斯托弗·康塞利斯(Christopher Conselice)说道,他没有参与这项研究。但他说,这篇论文将它们作为星系变化的一个主要方面,成为人们关注的焦点。

透镜状结构的名字来源于其整个恒星光环,当从边缘观察时,中间凸起,向两侧变薄,很像扁豆。这些星系表现出令人困惑的混合属性,这使得它们在星系演化序列中的假定位置相当可疑。

“我们早就知道这几乎肯定是不正确的,”康塞利斯说。特别令人费解的是,尽管双凸透镜有螺旋状的圆盘,但它并没有大量的气体,这阻碍了它们产生新的恒星。螺旋星系确实有大量的恒星形成气体,而科学家们不确定为什么透镜状星系没有。

澳大利亚霍索恩斯威本科技大学的格雷厄姆通过考虑黑洞,发现了解开星系演化之谜的新线索。

大多数星系的中心都有一个超大质量黑洞,当星系合并时,这些黑洞也会合并。这使得星系黑洞的质量成为其过去碰撞的一种记录。如果一个星系是通过吞噬它的邻居而不是通过吸收周围的气体而变大的,那么它的黑洞相对于它周围的恒星群来说应该是巨大的。

格雷厄姆利用哈勃和斯皮策太空望远镜的图像,比较了黑洞和附近约 100 个星系的恒星质量。对于相同形状的星系,他发现黑洞质量和恒星质量往往以可预测的方式联系在一起——除了透镜状星系。

当格雷厄姆仔细观察双凸透镜时,他意识到它们实际上是两个不同的组,被集中在一起:那些有大量星际尘埃的组和那些没有大量星际尘埃的组。他之前在五月份的报告中报道过这一部门 英国皇家天文学会每月通知,可能是表面的审美差异。但星系的黑洞质量却表明事实并非如此。

缺乏尘埃和富含尘埃的透镜状星系的黑洞质量和恒星质量之间的关系完全不同,这表明了不同的历史并解释了透镜状星系明显分散的行为。尘埃星系往往拥有比螺旋星系和贫尘透镜状星系中发现的黑洞更大的超大质量黑洞。就黑洞质量和恒星质量而言,贫尘透镜状透镜通常都较小。

这使得格雷厄姆得出结论,从进化的角度来看,螺旋星系实际上位于两种类型的透镜之间。他的新分析表明,在捕获小型“卫星星系”和其他小型合并(增大黑洞质量并吸入附近的气体)后,不含灰尘的透镜状结构会变成螺旋状。

他提出,当螺旋星系与其他实质性星系碰撞时,它们就会变成富含灰尘的透镜状结构——事实上,他补充说,他的数据集中的每个富含灰尘的透镜状透镜之前都被认为是螺旋星系合并的残余物。这些富含尘埃的透镜状结构之间的碰撞足以最终侵蚀星系的恒星盘并摧毁它们的尘埃,产生斑点椭圆星系。

康塞利斯说,黑洞是星系演化的一个很好的示踪剂,但新的序列可能会引起争议。他说,一个问题是,附近宇宙中的透镜状星系通常都很轻,需要合并数十次甚至数百次——远远超过 100 亿年中大约 3 次的预期平均次数——才能形成一个巨大的螺旋星系。

但他补充道,早期宇宙的情况可能有所不同。很久以前,可能存在更大的双凸透镜。詹姆斯·韦伯太空望远镜可以解决这个问题,它可以看到极其微弱的红外光,因此可以让科学家们比以往任何时候都能够观察到更远的地方,甚至更早的时间。(SN:12/16/22)。

康塞利斯说:“如果你能观察更遥远的宇宙,你可能会在这些星系首次形成或演化时看到它们。”“我们有可能真正测试这个想法。”

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