哈勃和盖亚发现了什么

研究团队分析了银河系内 20,000 光年范围内的 39 个球状星团。哈勃的观测提供了精确的相对年龄和金属丰度测量,即比氦重的元素含量。盖亚数据帮助重建了这些星团在银河系中的运动轨迹。

统计分析将这些星团分为三类。一类是在银河系自身形成的。另一类是在大约 100 亿年前随 Gaia-Sausage-Enceladus 而来的。第三类星团有其自身的年龄、金属丰度和轨道顺序,表明它们是在与银河系更早期合并的其他星系中形成的。

发现 结果
被分析的星团 39个球状星团
LKH成员 12个群组被分配,概率超过50%
合并时机 大约在盖亚-香肠-土卫二之前18亿年
估计恒星质量 大约5亿个太阳
现址 大部分碎片沉积在银河中心6千秒差距以内
星团分配、合并时间和前体质量来自研究的时间动力学和化学演化模型。

球状星系团如何保护被毁灭的星系

球状星团是密集的、近似球形的星群,包含从数万到数百万颗恒星。许多球状星团在星系生长的最早阶段就形成了。它们的恒星具有共同的起源,使天文学家能够比对银河系中分散的孤立恒星更精确地估算星团的年龄和化学历史。

当一个矮星系被撕裂时,它的球状星团可以在碰撞中存活。它们原来的星系会消失,但这些星团保留了它们恒星形成的时间和地点的记录。它们与年轻的恒星诞生区非常不同,例如 财富之箱星团,那里恒星仍在清理孕育它们的星云。

CARMA 项目通过相同的哈勃滤光器和相同的分析方法测量了星团。这种一致性减少了早期年龄估计之间的系统差异。典型的相对年龄不确定性被降低到几亿年,这足以区分在银河系动荡的青年时期接近同时形成的群体。

银河系内侧隐藏的三种群体

研究人员比较了包含两种、三种或四种前体群体的模型。三成分模型得到了最强的统计支持。它将样本分为在银河系中形成的星团、与 Gaia-Sausage-Enceladus 相关的星团,以及分配给 LKH 的中间序列。

之前与一个定义模糊的低能量群体相关的15个星团中,有12个落入了LKH人口。他们位于银河系内侧六千秒差距的范围内,距离中心约19,600光年。该区域密集、多尘,并受到银河系旋转的中央棒的强烈影响,这可能会抹去或扭曲古老的轨道模式。

在同一广阔区域的其他发现依赖于完全不同的证据。 例如,在银河中心附近检测到的红醇糖,是通过分子射电特征而非古老恒星的年龄和运动发现的。

为什么它被称为低能量-克拉肯-赫拉克勒斯

这个名称联合了三次早期尝试识别银河系内侧古老物质的努力。一个低能量的球状星团群被提出作为未知吸积事件的残骸。模拟预测了一次早期的合并事件,称为“Kraken”。调查还发现了一组化学成分独特的银河系内侧恒星群,命名为“Heracles”。

这些标签最初并没有精确描述完全相同的恒星和星团集合,而且一些候选对象的外来起源仍然存在争议。这项新研究结合星团年龄、金属丰度和轨道特性定义了一个更清晰的群体。作者保留了所有三个名称,以表彰促成识别工作的贡献。

合并何时发生

美国宇航局8月17日的发布将碰撞描述为发生在大约118亿年前,约在宇宙大爆炸后20亿年。《自然天文学》杂志的论文估计吸积时间大约在123亿年前,即大爆炸后约15亿年。

这种差异反映了相对星团年龄如何与绝对宇宙时间线对齐。论文警告称,其星团年龄在相互之间具有高精度,但在绝对尺度上可能会根据所使用的恒星模型而有所变化。更可靠的结果是这种顺序:LKH与银河系的合并发生在Gaia-香肠-恩克拉多斯之前大约18亿年。

LKH 如何改变了银河系

LKH 的恒星质量可与 Gaia-Sausage-Enceladus 相媲美,估计约为 5 亿个太阳质量。年轻的银河系比现在小得多,因此吸收如此规模的星系会为其早期的恒星和星团贡献重要份额。

大部分已识别出的 LKH 物质现在位于银河系深处。这次并合可能在银河系形成现有的盘状结构之前,为内晕和隆起的金属贫乏恒星群作出了贡献。它还表明,一些最早的银河系恒星是在银河系之外诞生的,并通过并合进入银河系。

即使文化赋予银河明亮的带状部分不同的意义,物理银河系仍被反复重建。这些传统形成了一个独立的记录,展示了人们在全球神话中如何解释 银河系 远在可以测量其合并历史之前。

已经测量的内容与仍需推断的内容

哈勃测量了用于确定精确相对年龄和金属丰度的星团光度数据。盖亚提供了用于轨道分析的恒星运动数据。数据支持三个不同的星团群体,其中LKH序列与银河系和Gaia-Sausage-Enceladus星团都分开。

LKH 本身是一个重建。天文学家在冲击发生前没有拍摄过矮星系的照片。其质量、合并日期和幸存成员是通过统计学、动力学和化学演化模型推断的。研究也无法排除早期存在但缺乏球状星团或其星团被完全摧毁的小型星系。

该结果为一次重要的早期合并提供了有力证据,而不是对年轻的银河系吸收的所有事物进行完整清单。

天文学家接下来将研究的内容

该团队正在将相同的分析扩展到以前未得到精确哈勃年龄测量的球状星团。更大的样本可能揭示是否还有额外的重大并合群体隐藏在银河系内部。

来自如PLATO等任务的未来恒星年龄测量可能有助于将LKH星团与银河系内更广泛的恒星群联系起来。更准确的年龄估计还可以解决碰撞的绝对时间,并区分LKH碎片与在同一早期时期由较小星系贡献的物质。

常见问题

低能量海神战士是什么?

低能量克拉肯-赫拉克勒斯,或简称LKH,是给一颗与年轻银河系合并的古矮星系起的名字。它是根据现在在银河系内侧发现的一种独特的球状星团群重建的。

LKH何时与银河系合并?

美国宇航局将这一事件的时间定在约118亿年前。该论文的模型估计大约在123亿年前。两个估计都表明这大约是在盖亚-香肠-恩克拉多斯合并前约18亿年。

LKH星系有多大?

研究估计,LKH 大约包含 5 亿太阳质量的恒星。其总质量,包括气体和暗物质,会更高,但本分析未直接测量。

天文学家还能看到 LKH 吗?

不能作为一个独立的星系看到。银河系把它撕裂并吸收了其物质。天文学家通过具有相同年龄、化学性质和轨道行为的古老星团来识别其存留下来的记录。

哈勃拍到过这次碰撞吗?

没有。这次碰撞发生在太阳系形成前的数十亿年。哈勃观测了存留下来的球状星团,而附图的碰撞图片是艺术家的概念图。

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