麦哲伦云星桥到底是什么?

前两天看到有的专栏发布了“大小麦哲伦星系间惊现一座星桥! ”这样惊悚的题目。虽然只是搬运新闻,但作者还是忍不住要往《三体》上带节奏。 尽管天文学家的这番解读,让科幻迷们大失所望,但神奇的星桥形态却依然能够让人想入非非。比如《三体》中就猜想过神级文明之间的星际战争,制造低光速黑洞(远距离看起来就像一条慢雾带),横跨整个星系之间,作为城墙和陷阱。无论多么强大的星战舰队,一旦陷进去就永远出不来,这是很难逾越的障碍。

当时看到这样的文章获得了大量的赞同,心绪一时不好,我做出了比较激烈的评论:

我不反对发挥想象,也很喜欢阅读科幻小说。但像这种把任何天文新闻都硬往三体靠的科普文章恰恰反映了想象力的匮乏。 但是光批评别人,不进行建设性回复是不对的。现在有了时间,我觉得还是应该认真的解释一下,所谓的“星桥”到底是什么:

首先,什么是麦哲伦云? 麦哲伦云是银河系最大的两个卫星星系,在南半球的晴朗夜晚肉眼可见。两个星云从质量上归类为矮星系,从形态上归类为不规则星系。这两个星系是银河最大的卫星星系,被银河系的引力束缚。

图一 麦哲伦云的照片,Credit: ESO/S. Brunier

什么是星桥?是最近才出现的吗? 在上面的麦哲伦云照片中,我们看不出来两个矮星系之间存在恒星桥。但肉眼看不见并不意味着真不存在。大小麦哲伦云复杂的形态已经说明了这两个星系受到过强烈的扰动。这种扰动很可能是由于某个历史时刻,小麦哲伦云经过大麦云附近时,它们对方进行了潮汐引力拉扯。这种拉扯会将恒星和气体从矮星系中拽出来。因为大麦云质量较大,所以应该是它在夺取小麦云中的物质。这些物质就形成了麦哲伦云之间的物质桥。大小麦云上次相遇的时间可能在2.5亿年前,所以星桥绝不是什么今年才形成的东西。

而星桥的发现也不是新鲜事。早在1963年,人们就发现了麦哲伦云之间存在由原子氢气体构成的“桥”。我们知道,恒星就形成在氢构成的“云块”中。所以人们猜测,在气体桥中也进行着恒星形成。在1980年以后,人们开始发现这座云桥确实进行着恒星形成。这方面的工作一直在进展。所以星桥也并不是最近发现的。

那么arxiv:1611.04614.pdf 这篇文章重要的新发现是什么? 在这个工作中,作者利用了最新发布的Gaia卫星的恒星数据。Gaia卫星的主要任务是获取银河系恒星的精确位置和运动速度信息,它会不断的扫描银河系的恒星。作者利用了两类不同的恒星作为星桥的示踪恒星:年轻的主序恒星,和相对较为年老的RR Lyrae变星。结果发现两类恒星的星桥存在错位。

这其中,年轻的恒星桥和氢云的位置重合,这说明年轻恒星就是在星桥中形成的。

那么,较年老的恒星为什么和氢云偏开了呢?这可能是因为银河系中本身存在热气体晕。虽然恒星和气体都是同时从麦哲伦云中被拉扯出来的,但因为气体还和银河系中本身存在的热气体相互作用,所以运动速度慢了半拍,发生了错位。

所以,通过研究这种错位现象,研究人员可以更好的了解银河系中热气体的性质,从而更好理解银河系形成的历史。

图二 麦哲伦星桥,红色的阴影是年轻主序恒星桥,蓝色的是RR Lyrae的星桥

为什么我们在图片1中看不见星桥?那是因为背景恒星的干扰,所以要想研究星桥,必须能够大致测量恒星的距离。本次工作中,作者利用了Gaia卫星给出的数据,结合其他卫星以前的数据帮助作者有效的选取了两类恒星”年轻的主序恒星“和”RR Lyrae变星”。这两类恒星的距离都是较好的“标准烛光”,天文学家可以确定它们的绝对亮度,通过和视亮度比较就可以确定距离。

来源:知乎 http://www.zhihu.com

作者:狐狸先生

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