上海
英国杜伦大学研究团队通过超级计算机模拟发现，银河系可能在100亿年前与矮星系碰撞时经历了“大翻转”，整个银盘的朝向发生了超过90度的改变。这种被称为“银盘翻转”的现象，可解释银河系恒星晕为何旋转得异常缓慢，并为揭示银河系及暗物质晕的演化提供了新线索。相关研究在21日的英国皇家天文学会全国天文学会议上公布。
对可能发生在100亿年前盖亚-恩克拉多斯与银河系之前发生碰撞的艺术想象画 | CREDIT: ESA (artist's impression and composition); Koppelman, Villalobos and Helmi (simulation); NASA/ESA/Hubble (galaxy image) / CC BY-SA 3.0 IGO
银河系的大多数恒星分布在扁平的螺旋状银盘中，其外围则包裹着一个范围更广、密度较低的恒星晕。此前，欧洲空间局“盖亚”探测器观测发现，银河系恒星晕的旋转速度远低于预期，但其原因一直未明。
研究团队利用“Auriga”宇宙学模拟，对25个与银河系类似的星系进行了数十亿年演化追踪。结果发现，恒星晕旋转最慢的星系都具有两个共同特征：一是曾与另一星系发生大规模正面碰撞；二是在演化过程中经历过一次银盘翻转，即银盘整体朝向改变超过90度。研究团队认为，这种翻转会改变恒星整体的运动方向，从而留下恒星晕旋转缓慢这一历史印记。
盖亚—香肠—恩克拉多斯（Gaia-Sausage-Enceladus）是一个大质量矮星系，大约在110亿至100亿年前与早期银河系相撞，并最终被银河系吞并。这是银河系早期历史中规模最大的并合事件，彻底重塑了银河系，并留下数十亿颗沿着高度拉长、形似香肠的轨道运行的恒星。
盖亚-恩克拉多斯星系碰撞后的碎片的艺术想象画 | CREDIT: ESA (artist's impression and composition); Koppelman, Villalobos and Helmi (simulation) / CC BY-SA 3.0 IGO
结合模拟结果，他们推测，正是这次剧烈的星系并合导致银河系银盘发生翻转。当然，在少数情况下，银盘翻转也可能在没有并合事件的情况下发生，但前者更符合银河系目前已知的演化历史。
如果这一推测成立，意味着如今银河系中的大多数恒星，包括太阳，都曾沿着与今天截然不同的轨道运行，太阳系如今看似稳定的位置，在其漫长历史中未必始终如一。
此外，研究还发现，银河系恒星晕的旋转与暗物质晕的旋转密切相关，暗示两者可能是在银河系不断吸积小型伴星系的过程中协同演化形成。这一发现为理解银河系的形成历史及暗物质分布提供了新的研究方向，也将帮助科学家更深入认识类似星系的演化过程。
来 源 ：科技日报
记者：张佳欣
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