蓋亞：銀河系最后一次大碰撞發生在最近 _銀河系

銀河系周圍恒星“褶皺”光環的可視化。資料來源：Halo恒星：歐空局/蓋亞/DPAC，T Donlon等人2024；背景銀河系和麥哲倫星云：Stefan Payne Wardenaar
據歐洲航天局：我們的星系一生中曾與許多其他星系相撞。歐空局的蓋亞太空望遠鏡現在揭示，最近的一次撞擊發生在比我們想象的晚數十億年的地方。
隨著時間的推移，隨著其他星系接近、碰撞、撕裂和被我們的星系吞噬，銀河系也在成長。每一次碰撞都會引發褶皺，這些褶皺仍然會波及不同的恒星家族，影響它們在太空中的移動和行為。
蓋亞的目標之一是通過研究這些褶皺來揭示我們銀河系的歷史——它通過精確定位我們銀河系附近超過10萬顆恒星的位置和運動來做到這一點，這只是它觀察到的大約20億個來源中的一小部分。
美國亨茨維爾倫斯勒理工學院和阿拉巴馬大學的Thomas Donlon是發表在《皇家天文學會月報》上的Gaia新研究的主要作者，他說：“隨著年齡的增長，我們的皺紋會越來越大，但我們的研究表明，銀河系的情況恰恰相反。它有點像宇宙中的Benjamin Button，隨著時間的推移，皺紋會減少。” 。
“通過觀察這些褶皺是如何隨著時間的推移而消散的，我們可以追溯銀河系上一次發生大碰撞的時間——事實證明，這比我們想象的晚了數十億年。”
這些銀河系的褶皺是蓋亞在2018年才發現的。這項研究首次通過將觀測結果與宇宙學模擬進行比較，準確地確定了產生褶皺的碰撞時間。
奇怪的動作
銀河系的光環中有一大群軌道不同尋常的恒星，其中許多被認為是在天文學家稱之為“最后一次大合并”的事件中被我們的星系吸收的。顧名思義，這是我們的星系最后一次與另一個星系發生重大碰撞，該星系被認為是一個大質量的矮星系，在銀河系中充滿了經過非常靠近銀河系中心的恒星。
科學家們將這次合并確定為80億至110億年前，當時銀河系還處于嬰兒期，被稱為蓋亞-索薩奇-恩克拉多斯（GSE）。但蓋亞的數據——作為2022年望遠鏡數據發布3的一部分發布——現在表明，另一次合并可能帶來了異常移動的恒星。
同樣來自倫斯勒理工學院的合著者Heidi Jo Newberg補充道：“要想讓恒星的皺紋像蓋亞數據中顯示的那樣清晰，它們一定是在不到30億年前加入我們的——比之前認為的至少晚了50億年。” 。
“每當恒星在銀河系中心來回擺動時，就會形成新的恒星褶皺。如果它們在80億年前加入我們，就會有很多褶皺緊挨著，我們將不再將它們視為單獨的特征。”
這一發現表明，這些恒星不是起源于古老的GSE合并，而是來自不到30億年前發生的最近一次被稱為室女座徑向合并的事件。
重寫歷史
有證據表明GSE的合并發生在銀河系的歷史上。然而，最近的工作質疑，是否真的需要一次大規模的古代合并來解釋我們今天看到的銀河系的性質，以及是否所有最初與GSE相關的恒星都來自同一次合并事件。
2020年，托馬斯領導了一項研究，確定了銀河系中恒星的褶皺，并將其與不同可能合并的模擬進行了比較。
托馬斯說：“我們可以通過這些模擬合并來觀察皺紋的形狀和數量是如何隨著時間的推移而變化的。這讓我們能夠準確地確定模擬與我們今天在銀河系真實蓋亞數據中看到的最匹配的確切時間——我們在這項新研究中也使用了這種方法。” 。
“通過這樣做，我們發現褶皺很可能是由大約27億年前一個矮星系與銀河系碰撞引起的。我們將這一事件命名為室女座徑向合并。”
從那時起，托馬斯和他的同事們進一步探索了這種合并，慢慢完善了這樣一種觀點，即銀河系內暈中許多奇怪移動的恒星和碎片是從比GSE更近的星系碰撞中輸送到我們的星系的。他們還澄清了最初與GSE相關的恒星可能起源于多次合并，其中一些是古老的。
托馬斯補充道：“銀河系的歷史目前正在不斷被改寫，這在很大程度上要歸功于蓋亞的新數據。” 。“與十年前相比，我們對銀河系過去的了解發生了巨大變化，我認為我們對這些合并的理解將繼續迅速變化。
“這一結果——銀河系的很大一部分是在過去幾十億年內才加入我們的——與天文學家迄今為止的想法相比是一個巨大的變化。許多關于銀河系如何生長的流行模型和想法都認為，最近與這種質量的矮星系發生正面碰撞是非常罕見的。”
室女座徑向合并很可能帶來了一系列其他小矮星系和星團，這些星系和星團都會在大約同一時間加入銀河系。未來的探索將揭示這些以前被認為與古代GSE有關的較小天體中，哪些實際上與最近的室女座徑向合并有關。
令人難以置信的協作
這一發現加入了蓋亞的一系列結果，這些結果正在改寫我們宇宙家園的歷史。該太空望遠鏡位于探索我們天空中無數恒星的獨特位置，并匯編了迄今為止約15億顆恒星的位置、距離和運動的無與倫比的數據集。
歐空局Gaia項目科學家Timo Prusti表示：“Gaia是一項極具成效的任務，它正在改變我們對宇宙的看法。” 。“之所以能取得這樣的結果，是因為歐洲及其他地區大量科學家和工程師之間令人難以置信的團隊合作。”
“這一發現改進了我們對塑造銀河系的許多復雜事件的了解，幫助我們更好地了解星系是如何形成和塑造的，尤其是我們的家鄉星系。”