恒星四散奔逃！天文學家：神秘力量正在沖擊小麥哲倫云

有什么東西正在改變小麥哲倫云。

由赫歇爾任務、普朗克天文臺、紅外天文衛星和宇宙背景探測器拍攝的小麥哲倫云。ESA / NASA / JPL-Caltech / CSIRO / NANTEN2 / C. Clark (STScI)

銀河系的衛星系——小麥哲倫云身上似乎隱藏著什么天文學家尚不知曉的秘密。不但圍繞其核心運行的恒星幾乎沒有，而且星系的形態奇特，外形不規則，還莫名其妙地拖著一條潮汐尾。

近日來自美國亞利桑那大學的一批科學家宣稱，他們可能解開了這個謎。

研究人員稱，小麥哲倫云可能曾經直接從銀河系的另一個衛星系——大麥哲倫云的中心穿過，導致星系中的恒星運行被打亂，沿著完全不同的軌道四處飛散。這兩個小星系的碰撞還導致小麥哲倫云中的氣體被抽出，在太空中形成了一條狹長的尾跡。

距離我們約20萬光年的小麥哲倫云，和距離我們15.8萬光年的大麥哲倫云其實都是星系， 且都在環繞銀河系運行。叫它們云是因為早期觀測認為它們是星云而一直沿用至今。

小麥哲倫云在星系分類學上屬于不規則矮星系，其質量相當于70億個太陽——但占這些質量大部分的，是星系內的氣體。這些氣體一旦開始冷卻和收縮，一部分最終會變成恒星。

銀河系和大小麥哲倫云。大小麥哲倫云互相圍繞對方運行，與此同時共同圍繞我們的銀河系運行。Axel Mellinger / Central Michigan University

天文學家發現，小麥哲倫云中的恒星運行與其他矮星系有顯著區別——其內部的恒星幾乎都不圍繞星系中心運行。此次研究人員發現，這種軌道運動的缺失，可能與小麥哲倫云與大麥哲倫云的碰撞有關。

大小麥哲倫云碰撞過程示意。Himansh Rathore / Central Michigan University

研究人員認為，在大約數億年前，小麥哲倫云曾經從大麥哲倫云的中心穿過。大麥哲倫云的引力導致小麥哲倫云的結構被破壞，小麥哲倫云內的恒星由此陷入了無序的運動中。不僅如此，小麥哲倫云中的氣體也由于巨大的壓力差而被抽出，原有的自旋狀態被破壞。

天文學家還發現，有一條氣體橋橫亙在大麥哲倫云和小麥哲倫云之間。組成這條氣體橋的氣體，可能來自這兩個星系中的一個，而橋中的氣體正在沖擊波的影響下活躍地形成恒星。

蓋亞探測器拍攝的大小麥哲倫云。ESA / Gaia / DPAC

那次碰撞，也在大麥哲倫云身上留下了痕跡。大麥哲倫云的中心有一個與星系平面有夾角的棒狀結構，這個夾角即為碰撞的后果。研究人員根據這個夾角的大小，還可以推算出小麥哲倫云中的暗物質含量。

研究結果還顯示，大小麥哲倫云和銀河系之間的相互作用，還會影響銀河系的形態。大小麥哲倫云的引力可能是銀河系星盤翹曲的原因，與此同時它們的引力影響著銀心，擾動著銀暈，并導致銀河系的運動速度加快。它們還通過麥哲倫星流與銀河系相連，持續地為銀河系提供物質補給。

大小麥哲倫云在環繞銀河系運行的過程中發生的潮汐作用示意圖。G. Besla / Axel Mellinger

參考

A Galactic Transformation — Understanding the SMC's Structural and Kinematic Disequilibrium

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4507

A Galaxy Next Door is Transforming, and Astronomers can see it Happening

https://news.arizona.edu/news/galaxy-next-door-transforming-and-astronomers-can-see-it-happening