ugc 只是平平無(wú)奇的銀河系啊!

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銀河系是宇宙中被研究得最多的星系。這并不奇怪,這是我們的家園所在,是在可觀測(cè)宇宙的龐大數(shù)量星系中,觀測(cè)難度最小的一個(gè)星系。一個(gè)與銀河系有關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題是:我們的銀河系究竟只是一個(gè)普通星系,還是它真的非比尋常?然而,如果不能觀測(cè)那些更遙遠(yuǎn)的星系,這個(gè)問(wèn)題就無(wú)法得到解決。
但現(xiàn)在,這個(gè)問(wèn)題似乎有了答案。
在宇宙中,銀河系不是最大的,也不是最古老的,因此從某些程度角度來(lái)看,與其他旋渦星系相比,銀河系似乎也并沒(méi)有什么特別之處。但當(dāng)我們仔細(xì)觀察它的結(jié)構(gòu)和化學(xué)時(shí),又會(huì)覺(jué)得它非常與眾不同。1983年,愛(ài)丁堡大學(xué)的研究人員通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn),銀河系中存在一個(gè)古老的厚盤結(jié)構(gòu),這改變了我們對(duì)銀河系樣貌的認(rèn)知。
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銀河系的藝術(shù)構(gòu)想圖。| 動(dòng)圖來(lái)源:ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt
【 ugc|只是平平無(wú)奇的銀河系啊!】自那之后,我們知道了銀河系的圓盤由兩個(gè)部分組成——一個(gè)厚盤、一個(gè)薄盤。厚盤的厚度寬達(dá)數(shù)千光年,而薄盤的厚度只有約1000光年,我們的太陽(yáng)系就存在于薄盤中。這兩個(gè)盤結(jié)構(gòu)者所包含的恒星種類非常不同,厚盤主要由古老恒星構(gòu)成,它們的金屬元素(如鐵)含量低,但富含阿爾法元素(碳、氧、鎂、硅和其他一些元素);薄盤里的恒星往往有很高比例的重元素,而阿爾法元素相對(duì)較少。
一直以來(lái),天文學(xué)家都認(rèn)為,銀河系的這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由某個(gè)發(fā)生在很久之前的星系碰撞導(dǎo)致的結(jié)果。并且他們認(rèn)為,這種碰撞是非常罕見(jiàn)的,因?yàn)楫?dāng)他們?cè)噲D通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)模擬能創(chuàng)建這種具有獨(dú)特的恒星類型的雙盤結(jié)構(gòu)時(shí),發(fā)現(xiàn)這樣的情況只出現(xiàn)在當(dāng)一個(gè)中等大小的星系在大約90億年前與銀河系發(fā)生碰撞的場(chǎng)景下才會(huì)出現(xiàn)。
如果情況果真如此的話,那么像銀河系這樣的星系,的確應(yīng)該非常罕見(jiàn)。
現(xiàn)在,一項(xiàng)發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上的新研究表明,這種觀點(diǎn)可能是錯(cuò)的——這種結(jié)構(gòu)可以“自然”演化而成,并不需要災(zāi)難性的碰撞才能產(chǎn)生,這意味著在我們的宇宙中,銀河系只是其中普普通通、平平凡凡的一員,與銀河系相似的星系可能非常普遍。
雖然在此之前,有天文學(xué)家在其他星系中也觀察到過(guò)種雙盤結(jié)構(gòu),但由于無(wú)法確定它們是否擁有相似的恒星分布,因此難以判斷它們是否有著相似的起源。這次,研究人員使用甚大望遠(yuǎn)鏡(VLT)上的多元光譜探測(cè)儀(MUSE),分析了一些與銀河系大體相似的星系。光譜學(xué)是一種將來(lái)自一個(gè)星系的光分解成許多不同顏色的技術(shù),它可以幫助天文學(xué)家確定星系里的恒星的化學(xué)成分。
在分析過(guò)程中,一個(gè)距離我們約3.2億光年的星系脫穎而出,這個(gè)星系就是UGC 10738。這個(gè)星系有著非常有趣的側(cè)面朝向,能使天文學(xué)家很容易區(qū)分薄盤和厚盤里的恒星,并對(duì)它們進(jìn)行比較。這有點(diǎn)像區(qū)分高個(gè)子和矮個(gè)子:如果從頂方看,我們很難看到他們的高矮之分;但如果從側(cè)面看,就相對(duì)容易得多。
分析結(jié)果表明,UGC 10738中的恒星的化學(xué)成分與銀河系中的幾乎一樣:富含金屬而阿爾法元素貧瘠的恒星集中在星系中心的一個(gè)薄盤上;在厚盤的上方和下方,有著明顯的富含阿爾法元素但金屬貧瘠的恒星。這是表明這兩個(gè)星系是以相同的方式演化而成的強(qiáng)有力證據(jù)。一個(gè)遙遠(yuǎn)的星系與銀河系如此相似,這意味著銀河系可能根本就沒(méi)有什么特別之處。
新發(fā)現(xiàn)表明,銀河系的薄盤和厚盤不是由于巨大的并合導(dǎo)致的結(jié)果,而是通過(guò)一種標(biāo)準(zhǔn)的星系形成和演化的‘默認(rèn)’路徑造成的。從結(jié)果來(lái)看,天文學(xué)家認(rèn)為具有和銀河系的結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)相似的星系,都可以被描述為正常、普通的星系。
另外,得知銀河系其實(shí)是一個(gè)相對(duì)普通、正常的星系,是一件非常令人興奮的事,這意味著現(xiàn)有的關(guān)于銀河系的詳細(xì)觀測(cè),可被用作為更好地分析那些更遙遠(yuǎn)的、我們無(wú)法看到的星系的工具。
雖然銀河系是我們目前知道的唯一包含生命的星系,對(duì)我們來(lái)說(shuō),銀河系永遠(yuǎn)是特別的家園。但新的研究表明,數(shù)十億的星系或許都有著與銀河系相似的成長(zhǎng)歷史,它們似乎也有可能成為生命的家園。從這種角度來(lái)看,銀河系或許真的并不稀奇。
#創(chuàng)作團(tuán)隊(duì):
文:不二北斗
#參考來(lái)源:
https://phys.org/news/2021-05-milky-unusual-astronomers.html
https://theconversation.com/stellar-secrets-of-a-distant-galaxy-suggest-our-milky-way-isnt-so-special-after-all-161419
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