计算机模拟向天体物理学家展示了星系内大量的气体团块是如何将一些恒星从它们的轨道上散射出去的,最终在许多星系盘的亮度中形成平滑的指数衰减。
来自爱荷华州立大学、威斯康辛大学麦迪逊分校和IBM研究中心的研究人员进行了近10年前开始的进一步研究。他们最初关注的是年轻星系中的大质量团块如何影响恒星轨道,以及如何形成星系盘,这些星系盘的特点是明亮的中心逐渐消失到黑暗的边缘。
(正如爱荷华州物理学和天文学教授柯蒂斯·斯特莱克(Curtis Struck)在2013年的一份研究摘要中写道:“在星系盘中,
杏耀娱乐移动客户端下载。,杏耀童年坎坷留下的伤疤和青少年时期的污点,都会随着时间的流逝而消失。”)
现在,该小组合著了一篇新的论文,称他们关于指数盘形成的观点不仅仅适用于年轻的星系。这个过程在所有星系中都很普遍。毕竟,指数盘在螺旋星系、矮椭圆星系和一些不规则星系中很常见。
天体物理学家如何解释呢?
通过使用真实的模型来跟踪星系内的恒星散射,“我们感觉我们对解决这个将近50年的关键问题的物理过程有了更深的理解,”Struck说。
研究人员发现,来自巨大团块的引力脉冲改变了恒星的轨道。结果,整个星盘的恒星分布发生了变化,指数亮度剖面反映了新恒星的分布。
《皇家天文学会月报》刚刚在网上发表了一篇论文,报告了这些天体物理学家的发现。合作者达成;吴健,爱荷华州立大学物理学和天文学博士生;威斯康星大学的天文学副教授埃琳娜·德哈尼亚;IBM公司托马斯·j·沃森研究中心(位于纽约约克敦高地)的研究科学家布鲁斯·埃尔梅格林(Bruce Elmegreen)。
星星是分散的,圆盘是平滑的
斯特克说,由吴领导的最新计算机模型是多年改进模型的巅峰之作。先前的模型更近似地处理星系组成部分的引力,研究人员研究的情况更少。
最新的模型显示了星团和星系内的星际气体团是如何改变附近恒星的轨道的。一些恒星散射事件显著地改变了恒星的轨道,甚至在一些恒星逃逸到星系盘的普通流之前,就将它们捕获在大质量星团周围的环中。其他许多散射事件的强度就没那么大,散射的恒星更少,轨道更圆。
“散射的性质比我们之前理解的要复杂得多,”Struck说。“尽管在小尺度上有这么多的复杂性,但在大尺度上它仍然能平均地得到平滑的光分布。”
根据研究人员的论文,这些模型还说明了这些指数星系盘形成所需的时间。团块的类型和盘的初始密度影响演化的速度,但不影响最终的平滑度。
在这种情况下,速度是一个相对的术语,因为这些过程的时间尺度是数十亿年。
吴说,经过这么多年,杏耀网址即使是那些恒星最初以各种方式分布的模型星系,这些模型也显示了恒星从分散到指数衰减过程的普遍性。
“恒星散射是非常普遍和普遍的,”他说。“它可以解释在很多情况下指数盘的形成。”