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雕塑家矮人银河暗示在底层暗物质的星星的3D运动

  • 科学
  • 2019-08-22 11:17:23
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基于美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜和欧洲航空局盖亚任务相隔12年的数据组合,天文学家首次将雕塑家矮星系中各个恒星的三维运动归为主,揭示了天文学基础分布的基本分布。在银河系中弥漫着看不见的暗物质。该成果被发表在杂志天文宇宙。

该雕塑家矮星系距离地球大约274000光年远的星座雕塑家。

美国天文学家Harlow Shapley于1937年发现,这个星系是我们银河系中相邻的矮星系之一。然而,它比银河系更小,更老。

荷兰格罗宁根Kapteyn天文研究所的Davide Massari博士及其同事测量了Sculptor矮星系中大约一百颗恒星的正确运动。

对于较小的10颗恒星子集,从误差最小的恒星中选择,天文学家也可以从文献中检索出径向速度的估计值,它可以量化沿着视线的恒星运动。

使用适当的运动和径向速度测量,他们能够重建这些恒星如何在三个维度上移动 - 这是第一次为矮星系做的。

马萨里博士说:“我们第一次能够确定各个恒星如何穿过我们银河系的矮星卫星。”

“通过将盖亚首次数据发布的恒星位置的极其准确的测量与12年前哈勃望远镜的同样出色的观测结合起来,这是可能的。”

正如预期的那样,Sculptor矮星系中恒星的正确运动很小,甚至在2002年哈勃望远镜观测之间的长时基线以及2014年至2015年之间收集的第一套公开发布的盖亚数据中也是如此。

“我们迫不及待地想看看Gaia观测是否可以用来测量另一个星系中的个别正确运动,所以我们很高兴看到这确实是可能的,”共同作者Amina Helmi博士说,他也来自Kapteyn天文学院。

根据天文学家的说法,Sculptor矮星系属于一类称为矮星球星系的星系,它们是宇宙中最暗物质占主导地位的星系之一。这使它们成为研究暗物质性质的理想目标。

特别是,了解这些矮星系中暗物质的分布情况,使科学家们能够测试目前公认的宇宙学模型的有效性。

“像Sculptor这样的矮星球星系是我们在宇宙中所知道的最暗物质的一些主要物体,”Helmi博士说。

“在这些地方我们可以真正'看到'这个神秘的组成部分。”

收集有关Sculptor矮星系中恒星三维运动的信息,可直接转化为其总质量(包括暗物质)如何分布的知识。

新的结果表明,这个星系中的恒星优先在伸长的径向轨道上移动。这表明暗物质的密度朝向中心增加而不是变平。

考虑到Sculptor恒星群体的复杂性,这些发现与已建立的宇宙学模型和我们目前对暗物质的理解是一致的。

作为该研究的副作用,该团队还在整个银河系轨道上呈现了一个更精确的Sculptor矮星系轨迹。

他们的研究结果表明,它正在我们的银河系中以高倾斜的细长轨道移动,这比以前想象的要远得多。

目前,它几乎是最接近银河系的地方,但它的轨道距离可以达到725,000光年。

“通过这些开创性的测量,我们进入了一个时代,在这个时代,测量其他星系中恒星的3D运动将成为常规,并且可以用于更大的恒星样本。这主要归功于ESA的盖亚任务,“马萨里博士说。

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