銀河系邊緣發(fā)現(xiàn)數(shù)十條暗淡恒星帶，為破解暗物質(zhì)分布提供新線索

IT之家 4 月 6 日消息，天文學家借助歐洲空間局蓋亞衛(wèi)星任務的數(shù)據(jù)，在銀河系外圍發(fā)現(xiàn)了數(shù)十條暗淡的恒星帶狀結構。

研究人員表示，此次發(fā)現(xiàn)依托一款全新算法，讓這類被稱作“恒星流（stellar stream）”的已知候選天體數(shù)量增至原先的四倍以上。這一發(fā)現(xiàn)有望為探究銀河系的演化歷程及其暗物質(zhì)分布情況提供全新線索。

據(jù)IT之家了解，恒星流是呈弧形延展的恒星條帶，形成于致密星團穿越銀河系引力場的過程中，星團不斷拋射恒星，這些恒星被引力拉伸形成狹長的尾隨帶狀結構。

密歇根大學理論天體物理學家、該研究合著者奧列格 · 格涅丁在一份聲明中比喻道：“這就好比騎著自行車馱著一袋沙子，只不過袋子破了洞。沙粒就如同星團運行軌跡上被遺落的恒星。”

探尋恒星流極具價值，因為這類天體的形態(tài)與運動軌跡，保留了長期以來作用于其上的引力作用記錄。這讓它們成為測繪銀河系質(zhì)量的有力工具，而質(zhì)量測算范圍還將包含難以捉摸的暗物質(zhì)暈 —— 暗物質(zhì)被視作維系星系形態(tài)的無形“黏合劑”，盡管人類已付出數(shù)十年努力，卻仍未直接觀測到它。

這項由密歇根大學 Yingtian “Bill” Chen 主導的新研究，識別出 87 條與球狀星團相關的恒星流候選體。球狀星團是環(huán)繞銀河系運行的致密古老恒星集群。在此之前，人類僅偶然在蓋亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)不足 20 條恒星流，過小的樣本量讓天文學家無法得出普遍性結論。

目前已知的恒星流大多源自已被大幅撕裂的矮星系或星團。而此次新發(fā)現(xiàn)的、來自仍完整存在的球狀星團的恒星流則更為罕見，且研究價值極高，因為天文學家可將恒星流與其母體星團直接對比分析。

研究顯示，為找到這些恒星流，Yingtian “Bill” Chen 研發(fā)了一款名為“星流（StarStream）”的計算機算法，該算法依托物理模型搜尋恒星流，而非僅依靠視覺特征。研究團隊隨后將該方法應用于蓋亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)，該衛(wèi)星在 2014 至 2025 年間，測繪了銀河系內(nèi)數(shù)十億顆恒星的位置與運動軌跡。

格涅丁在聲明中稱：“事實證明，當你對尋找的目標有理論預判、有簡單的現(xiàn)象模型時，搜尋工作會容易得多。”

研究結果還顯示，許多恒星流并不符合經(jīng)典理論中纖細、排列規(guī)整的形態(tài)。相反，部分新發(fā)現(xiàn)的恒星流更短、更寬，甚至與母體星團的運行軌道錯位 —— 這表明此前的研究僅聚焦最明顯的結構，因而遺漏了這些天體。

研究還指出，擴大后的樣本證實，部分彌散的球狀星團拋射恒星的速度異常之快，這意味著它們或許即將被潮汐力完全瓦解。

不過研究人員表示，并非全部 87 個候選體都能得到證實，部分探測結果因無關恒星的背景干擾，可信度較低。

Yingtian “Bill” Chen 在聲明中稱，該研究成果及所用算法，可通過下一代觀測設備的后續(xù)觀測進行驗證，其中包括薇拉 ·C· 魯賓天文臺、美國國家航空航天局的南希 · 格雷斯 · 羅曼空間望遠鏡以及暗能量光譜儀，以此確認哪些恒星流真實存在。他表示：“這款算法能輕松適配未來的探測任務，一旦獲取新數(shù)據(jù)，就能直接應用。”

該研究相關論文已于 3 月 23 日發(fā)表在《天體物理學雜志》上。

參考資料：

• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae471f