顾名思义,超漫射星系(或udg)是一种矮星系,其恒星分布在广阔的区域,导致其表面亮度极低,因此很难被探测到。关于udg的几个问题仍未得到解答:这些矮星是如何长得如此之大的?它们的暗物质晕——星系周围不可见物质的晕——特别吗?
现在,由加州大学河滨分校的天文学家劳拉·萨莱斯共同领导的一个国际天文学家小组在自然天文学爱博网站它已经使用复杂的模拟来探测宇宙中低密度环境中的一些“淬灭”的udg。熄灭的星系是不形成恒星的星系。
“我们所发现的与星系形成理论不一致,因为熄灭的矮星需要处于星团或群体环境中,以便将气体排出并停止形成恒星,”物理学和天文学副教授Sales说。爱博网站“但我们检测到的淬灭的udg是孤立的。我们能够在现场识别出一些这些淬灭的udg,并及时追踪它们的演变,以证明它们起源于后挡板轨道。”
这里,“在野外”指的是孤立在安静环境中的星系,而不是在群体或星系团环境中。赛尔斯解释说,后挡板星系是一种物体,今天看起来像一个孤立的星系,但在过去是一个更大的系统的卫星——类似于彗星,定期访问我们的太阳,但大部分时间都是孤立的,远离太阳系的大部分。
“孤立星系和卫星星系具有不同的性质,因为它们演化的物理原理完全不同,”她说。“这些后挡板星系很有趣,因为它们与它们曾经所属的系统中的卫星群具有相同的特性,但今天它们被观察到与系统隔离。”
矮星系是包含1亿到几十亿颗恒星的小星系。相比之下,银河系有2000亿到4000亿颗恒星。虽然所有的udg都是矮星系,但并非所有的矮星系都是udg。例如,在相似的光度下,矮星显示出非常大的尺寸范围,从致密到漫射。在给定的亮度下,udg是大多数扩展对象的尾部。UDG的恒星含量相当于矮星系,比银河系小10-100倍。但它的大小与银河系相当,这使得它的表面亮度极低,这使它与众不同。
萨勒斯解释说,矮星系的暗物质晕的质量至少比银河系小10倍,大小也相似。然而,udg打破了这一规则,并显示出与大得多的星系相当的径向延伸。
阿根廷理论与实验天文学研究所(Institute of Theoretical and Experimental Astronomy)的研究生、该研究论文的第一作者约瑟·a·贝纳维德斯(jos
据赛尔斯说,这幅新作品的价值是双重的。首先,研究人员使用的称为TNG50的模拟成功地预测了具有与观察到的udg相似特征的udg。其次,研究人员发现了一些罕见的淬火udg,它们没有形成机制。
她说:“利用TNG50作为‘时间机器’,我们发现这些物体在几十亿年前是卫星,但被驱逐到一个非常椭圆的轨道上,今天看起来是孤立的。”
研究人员还报告说,根据他们的模拟,淬灭的udg通常可以构成超扩散星系群的25%。然而,在观察中,这个百分比要小得多。
“这意味着很多潜伏在黑暗中的矮星系可能还没有被我们的望远镜发现,”Sales说。“我们希望我们的研究结果能激发人们对低光度宇宙进行调查的新策略,从而对矮星系进行全面的普查。”
这项研究首次解决了无数的环境问题——从孤立的矮星到成群和成群的矮星——这是检测udg所必需的,并且具有足够高的分辨率来研究它们的形态和结构。
接下来,研究小组将继续在TNG50模拟中研究udg,以更好地理解为什么这些星系与具有相同恒星含量的其他矮星系相比如此扩展。研究人员将使用位于夏威夷的凯克望远镜——世界上最强大的望远镜之一——来测量室女座星系团中暗物质的含量。室女座星系团是离地球最近的星系团。
萨尔斯说:“未来的望远镜,如大型综合巡天望远镜或罗马太空望远镜,将在未来5到10年内上线,有能力探测到更多这些有趣的udg。”
这项研究的部分资金来自美国国家科学基金会职业奖和美国国家航空航天局天体物理学理论项目对赛尔斯的资助。
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