太阳系不远处新发现一道星团瓦解而形成的庞大星流

奥地利维也纳大学(University of Vienna)研究学者Stefan Meingast等人利用欧洲太空局(ESA)盖亚卫星(Gaia)的观测资料及后续的其他观测结果,发现在接近银南极(south Galactic pole)的方向上,有道距离太阳系不远且长达数百秒差距的星流(stellar stream),几乎横越全天的1/3,超过4000颗恒星大约从10亿年前形成星流后就在太空中一起移动,质量和数量都比一般太阳系附近的银河盘面(Galactic disk,简称银盘)星团还庞大许多。这些学者认为,这道星流应该某个星团被银河系的重力场扯碎后而形成的,且因10亿年的时间已经绕着银河中心公转至少4圈,有足够的时间从星团状被慢慢拉长成星流状结构,因此可以反过来藉着星流测量银河系的重力分布概况,或这说质量分布状况,并因星流够近,所以可以藉机探询同期系外行星族群的细节,以备未来的行星搜寻任务参考。

以银南极为中心的星空球极平面投影图。在地球上观察时,银南极(银河座标系统的南极)位在南天的玉夫座(Sculptor,Scl)中,与位在南极座方向的天南极(一般较常用的天球赤道座标系统的南极)不一样。可见从影像中明亮银河盘面以银南极为中心绕了一整圈。新发现的星流成员星以红点标示。

银河系中有着各种不同大小与年龄的星团。银盘上的分子云中有许多刚诞生不久的幼年星团,还有少数中年星团和老年星团,此外银盘上下的银晕(halo)还有数量更少的大质量但年老的球状星团。这些星团在沿着它们的公转轨道上,无论它们的来源和年龄,都会遭遇银河系重力场作用在其上的潮汐力(tidal forces),假以时日,星团便会因此分崩离析,原本的星团成员则逐渐分散于银河系中。

银盘中的星团绝大部分从诞生到崩解的速度非常快,这是因为它们的成员星数量不够多,没有办法制造一个足够坚固的重力堡垒让成员星能一直稳固地待在一起。即便在太阳邻近区域中,只有少数几个星团总质量够大到能维持数亿年左右。所以同理,来自星团或星协(stellar association)残骸的大型星流应该会是银盘的一部份。

由于盖亚观测资料能精确测量恒星位置,所以Meingast等人可以估算出这些恒星在太空中的3维运动状况。当他们小心检视邻近一起运动的恒星的分布状况时,意外发现一群特别的恒星,是之前未曾探知研究的星流,它们表现出来的特征正是理论上星团中一起诞生后被银河系重力场拆散的成员星会有的特性。

天文学家之前搜寻近距的银盘星流已经很久了,但这种工作犹如大海捞针,十分不易。新发现的这道星流涵盖了很大一片夜空,它一直在那儿,但直到Meingast等人的研究,人们才察觉在这么近的地方就有这么一道庞大的银盘星流。在靠近自家的地方发现这等事物对研究非常有帮助,因为恒星这么近,够亮、够清晰,让科学家能深入地探索研究,这一点是让这些天文学家们最高兴的地方。

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