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银河系可能经历了比之前想象的更为剧烈的转变。新计算机模拟表明,大约100亿年前的

银河系可能经历了比之前想象的更为剧烈的转变。新计算机模拟表明,大约100亿年前的一次重大碰撞可能使银河系的恒星盘重新定向超过90度,实际上是将年轻的银河系相对于其原始旋转方向翻转到侧面。这并不意味着银河系在任何绝对意义上翻转了,因为空间没有通用的上下方向。这意味着其盘的取向和角动量可能在其早期演化中发生了深刻变化。

引导研究人员发现这一可能性的线索是银河系恒星晕异常缓慢的旋转。盘中的大多数恒星,包括太阳,都以大约每秒220公里的速度绕银河系中心公转。然而,晕星仅显示出大约每秒25公里的弱平均旋转。恒星晕是一个广阔的、弥散的种群,包围着盘,主要由银河系吞并的较小星系中继承的古老恒星组成。天文学家多年来一直知道其缓慢旋转,但其起源一直难以解释。

为了调查这一点,研究人员检查了类似于银河系的星系模拟。他们发现,缓慢旋转的恒星晕往往发生在星系与一个巨大的卫星发生几乎迎头碰撞且其盘随后改变取向时。在这种情景中,旧晕的大部分运动保留了与银河系早期对齐相关的运动,而后来的盘则稳定到一个不同的平面。当相对于当今的盘测量晕的运动时,其净旋转因此显得非常小。

最可能的罪魁祸首是Gaia-Sausage-Enceladus,这是大约80亿至110亿年前与年轻的银河系碰撞的矮星系的残骸。尽管被描述为矮星系,但它包含恒星、气体和暗物质,总质量超过100亿太阳质量。天文学家在2018年通过Gaia数据中的一群沿高度拉长、几乎径向轨道的恒星运动识别了其残骸。它们的速度分布产生了激发“Gaia Sausage”名称的独特形状。

根据新的模拟,这次遭遇不仅仅是将外来恒星添加到银河系中。碰撞产生的引力扭矩和角动量的重新分布可能逐渐重新定向了整个盘。这种翻转不会是瞬间发生的。它可能在数亿年中展开,同时原始盘被加热、扰动或部分破坏,并从沉降的气体中形成一个新盘。我们今天看到的螺旋结构因此可能是那个古老灾难的重建产物,而不是银河系第一个盘的延续。

这种解释还为几个常常被单独研究的特征提供了可能的联系:Gaia-Sausage-Enceladus恒星的径向轨道、内晕的结构、银河系凸起的形成以及晕整体的惊人弱旋转。它将银河系呈现为不是一个孤立平滑发展的系统,而是一个其当前结构被并合和角动量变化深刻塑造的星系。

然而,这还不是银河系过去的直接重建。翻转是通过将观测与模拟的银河系类似物比较而推断出来的,其他演化历史可能再现一些相同的属性。这些发现将在2026年皇家天文学会国家天文学会议上呈现,因此完整的Methodology和统计证据需要在研究详细发表时进行评估。

在我看来,最有趣的结果不仅仅是银河系“翻转”的壮观想法。它是古老晕星中测量的弱旋转保留了银河系数十亿年前失去的取向信息。如果得到证实,那些恒星将作为先前银河系的动力学记录,不仅允许我们重建银河系吞并了什么,还允许我们重建碰撞如何改变了我们整个银河盘演化的方向。承包笑点碎碎念