【正見新聞網2021年11月28日】
圖：銀河系周圍的矮星系分布。Credit: ESA/Gaia/DPAC CC BY-SA 3.0 IGO
矮星系是由數千至數十億顆恆星組成的集合。幾十年來，人們普遍認為銀河系周圍的矮星系是衛星星系，這意味著它們被束縛在我們銀河系周圍的軌道上，並且在數十億年中一直是我們不變的夥伴。
現在，根據歐洲航天局蓋亞衛星發布的數據，這些矮星系的運動已經以前所未有的精度計算出來。結果令人驚訝，這些矮星系是最近遷移進入銀河系周圍範圍的。
巴黎天文台的弗朗索瓦·哈默(François Hammer)領導的研究團隊使用蓋亞觀測數據計算了銀河系周圍40個矮星系的運動。他們通過計算一組稱為每個星系的三維速度的量來做到這一點，然後使用這些量來計算星系的軌道能量和角動量。
他們發現這些星系的運動速度比已知繞銀河系運行的巨星和星團快得多，以至於它們還無法繞銀河系運行，在那裡與我們的星系及其內容的相互作用會削弱它們的軌道能量和角動量。
銀河系過去曾吞噬過許多矮星系。例如，在80到100億年前，一個名為蓋亞-埃克斯拉德斯的矮星系被銀河系吸收。它的恆星可以在蓋亞數據中識別出來，因為它們具有偏心軌道和能量範圍。
最近，也就是40到50億年前，人馬座矮星系被銀河系捕獲，目前正處於被撕成碎片和同化的過程中。它的恆星能量高於蓋亞-埃克斯拉德斯的能量，表明它們受銀河系影響的時間較短。
就新研究中的矮星系而言，它們代表了銀河系周圍的大多數矮星系，它們的能量更高。這表明它們只是在過去幾十億年才到達我們附近。
這一發現反映了關於大麥哲倫星雲的發現，這是一個更大的矮星系，距離銀河系如此之近，以至於從南半球的夜空中可以看到它的光輝。大麥哲倫星雲也被認為是銀河系的一個衛星星系，直到2000年代，天文學家測量了它的速度，發現它的速度太快而無法受到引力束縛。大麥哲倫星雲不是長期的夥伴星系，而是第一次訪問銀河系。現在我們知道大多數矮星系也是如此。
那麼這些新來的星系會進入軌道還是只是從銀河系身邊經過？ 「其中一些將被銀河系捕獲並成為衛星星系，」弗朗索瓦在一份聲明中說。
但確定哪些會被捕獲是困難的，因為這取決於銀河系的確切質量。而這是一個天文學家難以真正準確計算的數量。估計值相差兩倍。
矮星系能量的發現意義重大，因為它迫使我們重新評估矮星系本身的性質。
當矮星系繞軌道運行時，銀河系的引力會試圖將其撕裂。在物理學中，這被稱為潮汐力。 「銀河系是一個大星系，所以它的潮汐力非常巨大，很容易摧毀一個矮星系，」弗朗索瓦補充說。
換句話說，成為銀河系的夥伴星系對矮星系來說很可能是宣判死刑。唯一可以抵抗我們銀河系破壞性控制的是矮星系是否有大量的暗物質。暗物質是天文學家認為存在於宇宙中的神秘物質，可以提供額外的引力將單個星系聚集在一起。
因此，蓋亞揭示了大多數矮星系首次繞銀河系運行的事實意味著它們根本不需要包含任何暗物質，我們必須重新評估這些系統是否處於平衡狀態或在被破壞的過程中。
「在很大程度上要感謝蓋亞衛星，現在很明顯銀河系的歷史遠比天文學家之前了解的要多得多。通過調查這些誘人的線索，我們希望進一步梳理出我們銀河系過去引人入勝的篇章，」歐洲航天局蓋亞衛星科學家蒂莫·普魯斯蒂(Timo Prusti)在上述聲明中說。
那麼為甚麼這些矮星系會遷移到銀河系附近呢？或許是因為宇宙中的劇烈變動造成的。即使如此，它們是否能夠保留下來還是被銀河系摧毀吸收仍是未知數。
這項新研究的論文發表在11月24日的《天體物理期刊》上。