最新研究:太阳系是从灾难中诞生,如果它不撞银河系就不会有人类

subtitle 姿势分子knowledge05-29 11:04 跟贴 23 条

在这个宇宙里,“轮回”是个非常常见的话题。恒星死亡爆发为超新星,超新星的遗迹又造就新的恒星;黑洞可以吞噬一切,但又有理论认为黑洞可以孕育一个星系。在宇宙中,死亡和灾难仿佛总是和诞生联系在一起。

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最近的一项研究表明:即使是我们的太阳系,可能也是从灾难中诞生的。除了大家都知道的太阳系诞生于一颗古老超新星的理论之外,欧洲的科学家还发现:如果不是几十亿年前一个星系与银河系发生剧烈的碰撞,可能也不会有太阳系的诞生。

在本星系团中,银河系并非完全独立存在的。在它的周围,科学家发现了差不多60个比较小的星系,在引力的作用下围绕银河系公转,这些星系被称作卫星星系。我们最熟悉的卫星星系,就是航海家麦哲伦记录下来的大小麦哲伦星云。今天,咱们要说到的,是科学家在1994年发现的一个矮星系——人马座矮椭球星系

(图片说明:人马座矮椭球星系的位置示意图,由于它几乎和我们位于明亮的银心两侧,所以观测起来也有些困难)

人马座矮椭球星系(Sagittarius Dwarf Spheroidal/Elliptical Galaxy,缩写:Sgr d Sph或Sag DEG),距离我们大约7万光年,自身直径约1万光年,以几乎垂直于银盘的轨道绕银河系公转。

早在2018年的时候,欧洲航天局的盖亚卫星就发现:这个矮星系在最近3-9亿年之间曾经从银河系中穿行而过,引起了银河系核心一些恒星的扰动。而接下来两年的观测,科学家发现:Sgr d Sph 绝非仅仅在银河系中穿越过一次,而是多次在银河系体内穿行。进一步的研究显示,它很有可能在57亿年前也完成过一次穿越,而这一次穿越,直接导致了我们太阳系的形成!

(图片说明:图为盖亚卫星在2014年7月至2016年5月期间拍摄的全天空恒星密度图,Sgr d Sph位于银心下方,明显被拉成了细长的形状)

这个理论是由西班牙特内里费岛加纳里亚天文研究所的一支团队发现的,他们将研究的论文发表在了《自然天文学》杂志上,向我们展示了太阳系侥幸的诞生。

根据盖亚卫星的数据,科学家们推测:在最近60亿年的时间里,Sgr d Sph至少与银河系发生过3次碰撞。其中最近的一次发生在大约10亿年前,和盖亚卫星在两年前观测的数据基本相符;在此之前,在大约20亿年前,它也曾经穿越过银河系;最远的一次发生在大约57亿年前,这也是导致太阳系形成的重要原因。

很多人一听到星系的碰撞,首先想到的是天体之间的撞击所带来的毁天灭地的灾难。实际上,由于恒星之间距离过于遥远,所以天体直接碰撞的概率并不大。恰恰相反,在星系碰撞过程中,反而有机会促成天体的形成。

(图片说明:科学家模拟Sgr d Sph三次撞击银河系的时间和模式示意图)

论文的主要作者Tomas Ruiz-Lara向我们解释了这其中的机制:

“一开始的时候,这里有一个星系,比如银河系,它非常安静。在经历了最初恒星急速形成的初始阶段或者我们研究中提出的早期星系合并过程后,银河系就进入了平衡状态,恒星开始稳速形成。突然,这个人马座矮椭球星系坠入银河系,打破了平衡,原本静止的气体和尘埃在更加巨大的星系中开始像水纹一样荡漾出涟漪。”

这些涟漪会导致一部分区域的气体和尘埃密度下降,让它们在其他区域聚集。同时,星系之间的碰撞还产生了类似于超新星冲击波的效果,这种冲击波非但不会把气体云吹散,反而会将它包裹起来。原本这些物质需要非常漫长的岁月才会在引力作用下坍缩成为恒星,而在冲击波的助推之下,它们迅速凝聚在一起,加速了恒星的形成。

(图片说明:冲击波包裹气体云的示意图)

Tomas Ruiz-Lara表示:“当我们对盖亚卫星关于银河系的数据进行分析时,发现了三个恒星形成加速期,分别在57亿年前、19亿年前和10亿年前达到峰值,恰好与我们认为人马座矮椭球星系穿越银盘的时间相对应。”

“看样子,Sgr d Sph不仅雕刻了银河系的形状、影响了恒星在银河系内的运动模式,还使得银河系变得更加壮大。”论文的共同作者、同样来自IAC的Carme Gallart说,“看起来,银河系内很多恒星的形成都与它有关,如果没有它,这些恒星恐怕就不会出现了。”

他说的恒星之中,就包括我们的太阳系。他们的这个说法并非单纯的猜测,而是基于大量的观测数据和模型才提出的。他们对太阳附近6500光年以内的恒星进行了比较,尤其注意了它们的光度、颜色和距离。通过这些数据得到的结果,也都和这次关于人马座矮椭球星系撞击银河系的研究相符。

虽然这个说法还不是绝对的结论,但是可能性还是非常高的。Gallart表示:“在人马座矮椭球星系第一次穿越银河系的作用导致大量恒星形成的同时,我们的太阳也诞生了。我们不知道后来变成太阳的气体和尘埃云是不是在人马座矮椭球星系的引力作用下才发生坍缩,但这的确是一种可能性,因为太阳的年龄和人马座矮椭球星系导致恒星形成的时期相一致。”

研究人员也并没有强求太阳系诞生理论是否最终成立,他们更欣喜的是发现了卫星星系对主星系恒星形成的影响和作用,哪怕两个星系的质量有天壤之别。

我们之所以能够得到如此重要的科学发现,更多的也要归功于欧空局的盖亚卫星。2013年发射升空的盖亚卫星,以绘制银河系最完整地图为使命,对银河系内数十亿颗恒星进行了观测和定位,对于我们理解银河系有着重要的帮助。

(图片说明:欧空局的盖亚卫星)

至于人马座矮椭球星系,根据科学家的观测,它在围绕银河系公转的过程中,也在不断损失着自己的质量。也许,它是在用自己的“生命”,为银河系创造新的恒星。若不是它的碰撞,可能就不会有太阳系,也不会有地球,更不会有我们。

所以,当我们仰望夜空的时候,别忘了还有这么一个矮星系,同样是创造宇宙奇迹的贡献者。

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