天文学家发布造父变星建构的银河系扭曲结构

波兰华沙大学天文学家Dorota Skowron等人利用可见光重力透镜实验和其他5项巡天任务,追踪2400多颗造父变星在银河系中的3D位置以确认它们分布状况,藉此详细了解银河系盘面形状的扭曲情形。

以造父变星绘制3D结构呈现银盘扭曲外貌

造父变星是脉动变星的一种,通常是巨星或超巨星因周期性膨胀收缩而使其亮度发生周期性改变。20世纪初期天文学家Henrietta Swan Leavitt发现了这个周期-光度的关系,简称周光关系,可用以计算天体间距离。

这几千颗造父变星和太阳的距离在数万光年以内。从它们的分布状况,Skowron等人发现银河盘面呈现扭曲的状态。除了造父变星外,其他以中性氢气、尘埃和恒星运动及近期的红外探测等进行的研究,大约仅相当于Skowron团队使用的造父变星数量的一半,但所得的结果是类似的。

从上方向下看造父变星银河系盘面的位置,天文学家们注意到这些变星通常是成群分布的,主要聚集在几处,基本上符合我们银河系松散的螺旋型态。有趣的是,Skowron等人选了其中最明显的3处聚集群并计算其中的恒星年龄后,发现各聚集处的恒星年龄几乎都相同,分别是0.64亿、1.13亿和1.75亿。其中最年轻的那一群聚集得最紧密,最老的那群则最分散。

电脑模拟与真实造父变星绘制的银河系3D地图的比较。电脑模拟(左)与真实造父变星绘制的银河系3D地图(右)的比较。其中红色的恒星最老,约4亿岁左右;蓝色最年轻,约0.3亿岁。

Skowron等人认为:这些造父变星星族是从3场不同的恒星剧烈形成过程中一起诞生的。随时间而逝,一起形成的恒星自然地会向外扩散,这就是为何最老的恒星群最分散的原因。电脑模拟结果也确认这3场恒星诞生事件最后都会扩散成Skowron等人绘制在银河系地图上的模样。既然这3场恒星诞生事件发生在银河系的同一侧,Skowron等人推测或许是有个矮星系与银河系短兵交接触发而引起短时间内恒星诞生率骤然增加。

参考文献:

https://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/warped-milky-way-in-3d/

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