有什么東西正在改變小麥哲倫云。

由赫歇爾任務(wù)、普朗克天文臺、紅外天文衛(wèi)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(wèi)星系——小麥哲倫云身上似乎隱藏著什么天文學(xué)家尚不知曉的秘密。不但圍繞其核心運(yùn)行的恒星幾乎沒有，而且星系的形態(tài)奇特，外形不規(guī)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(xué)的一批科學(xué)家宣稱，他們可能解開了這個(gè)謎。

研究人員稱，小麥哲倫云可能曾經(jīng)直接從銀河系的另一個(gè)衛(wèi)星系——大麥哲倫云的中心穿過，導(dǎo)致星系中的恒星運(yùn)行被打亂，沿著完全不同的軌道四處飛散。這兩個(gè)小星系的碰撞還導(dǎo)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(shí)都是星系， 且都在環(huán)繞銀河系運(yùn)行。叫它們云是因?yàn)樵缙谟^測認(rèn)為它們是星云而一直沿用至今。

小麥哲倫云在星系分類學(xué)上屬于不規(guī)則矮星系，其質(zhì)量相當(dāng)于70億個(gè)太陽——但占這些質(zhì)量大部分的，是星系內(nèi)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(yùn)行，與此同時(shí)共同圍繞我們的銀河系運(yùn)行。Axel Mellinger / Central Michigan University

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，小麥哲倫云中的恒星運(yùn)行與其他矮星系有顯著區(qū)別——其內(nèi)部的恒星幾乎都不圍繞星系中心運(yùn)行。此次研究人員發(fā)現(xiàn)，這種軌道運(yùn)動的缺失，可能與小麥哲倫云與大麥哲倫云的碰撞有關(guān)。

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

研究人員認(rèn)為，在大約數(shù)億年前，小麥哲倫云曾經(jīng)從大麥哲倫云的中心穿過。大麥哲倫云的引力導(dǎo)致小麥哲倫云的結(jié)構(gòu)被破壞，小麥哲倫云內(nèi)的恒星由此陷入了無序的運(yùn)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(tài)被破壞。

天文學(xué)家還發(fā)現(xiàn)，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(gè)星系中的一個(gè)，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(gè)與星系平面有夾角的棒狀結(jié)構(gòu)，這個(gè)夾角即為碰撞的后果。研究人員根據(jù)這個(gè)夾角的大小，還可以推算出小麥哲倫云中的暗物質(zhì)含量。

研究結(jié)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(tài)。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(shí)它們的引力影響著銀心，擾動著銀暈，并導(dǎo)致銀河系的運(yùn)動速度加快。它們還通過麥哲倫星流與銀河系相連，持續(xù)地為銀河系提供物質(zhì)補(bǔ)給。

大小麥哲倫云在環(huán)繞銀河系運(yùn)行的過程中發(fā)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