科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系

科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系
2019年01月26日 18:00 新浪网 作者 娱乐神叨叨

科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系

天文学最大的挑战之一是在太空中定位被附近明亮物体的光线遮住的物体。除了使太阳系外行星很难直接成像外,这个问题还影响到了对局部宇宙的观测,天文学家无法探测到矮星系和孤立星系,因为它们周围都是明亮的星系。

正因为如此,天文学家无法对银河系周围空间中的小星系进行完整的清点。然而,由于一位业余天文学家和一个国际科学家团队的努力,最近发现了一个隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系。这个被命名为Donatiello I 的天体的发现,可以帮助天文学家更多地了解星系形成的过程。

该研究小组由海德堡大学天文学中心的戴维·马吉内斯·德尔加多(David Martínez-Delgado)领导,成员来自德黑兰的基础科学研究所(IPM)、国家天体物理研究所(INAF)、卡纳利亚斯天文研究所(IAC)、俄罗斯特别天体物理观测站以及多个观测站和大学。

科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系

图显示了λ-CBR宇宙,从大爆炸到现在的时代

目前,最广泛接受的宇宙学模型(λ-CDM模型)预测在局域体积中存在大量的小暗物质晕,但尚不清楚其中有多少与重子物质(即星系团和矮星系)有关。因此,对矮星系和孤立星系进行全面清点的能力将有助于解决这个问题,并使天文学家能够更多地了解星系形成的历史。

正如马吉内斯·德尔加多博士所说:

“观察到的本星系群及其周围的低质量系统的数目与宇宙学模拟中预测的系统有差异。有必要对矮星系进行全面普查,以了解这一问题的实际来源,例如,宇宙模拟计算中的成分和假设,或缺乏追踪局部宇宙中最低表面亮度系统所需的深度观测。对矮星系的普查可以揭示星系形成和演化的关键问题。“

不幸的是,建立这样一个清单会带来许多问题,其中一个重要的问题是,到目前为止还没有进行大规模、深入的成像调查。虽然像斯隆数字巡天(SDSS)或全景巡天望远镜与快速反应系统(PanSTARRS)这样的测量是全面的,但它们的表面亮度限制太高,无法探测到较暗的物体。

科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系

斯隆数字巡天望远镜在萨克拉门托山脉的背景下显得格外突出。在斯隆的目录中有超过250万颗恒星,有234颗恒星产生了一种无法解释的脉冲信号。

另一个问题是探测这些星系的无线电探测的局限性。利用这种方法,天文学家可以在遥远天体的光谱线中寻找氢气。但是由于低表面亮度星系的气体含量可以忽略不计,所以它们不会出现在这样的观测中。

正如马吉内斯·德尔加多所解释的那样,这就是为什么目前探测它们的唯一手段是通过超深成像,这种成像非常适合业余天文学家:“也就是说,找到它们的唯一方法是在广阔的天空区域进行超深成像。业余望远镜可以获得附近星系或宽天空场的超深成像,表面亮度达到表面亮度极限或更深。这为业余爱好者在星系演化领域的发现提供了新的机会,而这个话题在十年前对业余爱好者来说是不可行的。新一代的大规模调查(如LSST)也将对这一研究课题产生巨大的影响。”

一位名叫朱塞佩·多纳泰洛(Giuseppe Donatiello)的意大利业余天文学家,发现了矮球状星系。使用12.7厘米的望远镜,多纳泰洛在2016年捕捉到了仙女座星系的深度图像,其目的是探测最近在仙女座星系周围发现的恒星流、卫星星系和漫射流。

就在他检查其中一张照片时(在2016年9月3日)。多纳泰洛注意到,有一个物体位于距离奎宿九(β仙女座)1度的地方。随后,马吉内斯·德尔加多和他的同事利用SDSS的档案图像,以及2016年11月27日的后续观测,证实了这一物体。

他们使用3.58米的伽利略国家望远镜(TNG)和10.4米的加那利群岛大望远镜(GTC)进行的。

这使得该小组能够确定距离地球的矮星系,解析和研究它的恒星,并确认它确实是一个在本星系附近的矮星系。这一发现不仅证明了业余天文学家进行超深探测的有效性,而且对于低光度矮星系的研究也有着重要的意义。

马吉内斯·德尔加多说:“Donatiello I可以是一个孤立的星系,很久以前就停止了恒星的形成。很难理解在不与任何大质量的主星系相互作用的情况下,是什么机制导致了熄灭的恒星的形成,就像Donatiello I。”

科学家发现了隐藏在仙女座星系后面的矮球状星系

本地星系团,包括成员M31(仙女座星系)和银河系,以及其他邻近的星系

由于这一发现,孤立的矮星系可以作为实验室来测试低质量系统中恒星形成的理论。这对于宇宙学家进行模拟以更好地了解本地群星系的恒星形成历史将有很大的帮助,这将有助于解决上述观测天文学和宇宙学之间的差异。

正如马吉内斯·德尔加多所总结的那样,这个矮星系的发现也为在该地区进行进一步的调查提供了机会:“Donatiello I可能是在本星系群周围仍未发现的一大群孤立的、不受束缚的矮星系中的成员之一。对这些观测结果的统计比较对于探索最先进的宇宙学模拟的预测是非常重要的。我认为,这一发现肯定会鼓励人们更系统地研究这种表面亮度较低的系统,并配备适当的仪器。”

这一发现证明了技术和数据共享的进步为业余天文学家提供了新的机会,这是众多发现中的一个。今天,拥有自己的设备、知识和进入科学数据库的个人能够为发现过程作出贡献。

随着新一代仪器对宇宙的更远和更详细的观察,我们很可能看到更多以前无法探测到的物体。这些和其他的发现将引导我们发现更多关于我们的宇宙是如何形成的关键。

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