研究结果表明,星空中的第一个星空岛比以前认为的要庞大。银河系被几十个矮星空岛包围着,这些矮星空岛被认为是星空中最早的星空岛的遗迹。这些银河系化石中最原始的是图卡纳二世(Tucana II),这是一个距地面约50千帕秒或163,000光年的超微弱矮星空岛。
现在,麻省理工学院的天体物理学家已经在图卡纳二世的边缘发现了太阳,这种结构出奇地远离其中心,但仍然被微小的星空岛的引力所吸引。这是第一个证据表明Tucana II拥有一个扩展的暗物质晕,这是一个重力约束物质区域,研究人员计算得出该区域的质量是科学家估计的三到五倍。在一个古时候矮星空岛中发现遥远的太阳,这意味着星空中的第一个星空岛也可能扩展了并且比以前认为的更大。
麻省理工学院的研究生阿尼鲁德·奇蒂(Anirudh Chiti)说:“图卡纳II号的质量比我们想象的要大得多,以便将这些太阳束缚在一起。” “这意味着其他遗迹第一星空岛可能也有这种延伸的光晕。”
研究人员还确定,Tucana II外围的太阳比银河系核心的太阳更原始。这是超微弱矮星空岛中太阳不平衡的第一个证据。
独特的结构表明,古时候星空岛可能是两个婴儿星空岛之间最初合并的产物,这两个星空岛比另一个星空岛要少。
麻省理工学院物理学家西尔弗曼家庭职业发展副教授安娜·弗雷贝尔(Anna Frebel)说:“我们可能正在看到银河食人的第一个特征。” “一个星空岛可能已经吞噬了一个稍小,更原始的邻居,然后将其所有星体洒到了外围。”
基于其太阳的金属含量,Tucana II是已知的最原始的矮星空岛之一。金属含量低的太阳很可能在很早就形成,当时星空还没有产生重元素。以图卡纳二世为例,天文学家先前已经发现了银河系核心周围的少数太阳,其金属含量如此之低,以至于该星空岛被认为是已知超微弱矮星空岛中化学性质最原始的。
奇蒂(Chiti)和弗雷贝尔(Frebel)想知道古时候星空岛是否会包含其他甚至更老的太阳,从而可能揭示星空第一个星空岛的形成。为了验证这一想法,他们通过SkyMapper望远镜获得了对Tucana II的观测,该望远镜是澳大利亚的一种光学地面望远镜,可以看到南部天空的广阔视野。
该小组使用望远镜上的成像滤光片来发现银河系核心以外的原始,金属贫乏的太阳。该团队运行了由Chiti开发的算法,通过过滤后的数据可以有效地挑选出金属含量较低的太阳,包括先前确定的位于中心的太阳和距银河系核心较远的九个新太阳。
“Ani的分析显示出运动学上的联系,这些遥远的太阳与内部太阳同步运动,就像海水从排水沟流下一样。” Frebel补充说。
结果表明,Tucana II必须具有比以前认为的质量大三到五倍的扩展暗物质晕,以使其在这些遥远的太阳上保持引力。暗物质是一种假设的物质,被认为构成了星空的85%以上。每个星空岛都被认为是由暗物质的局部浓度或光晕聚集在一起的。
Chiti说:“没有暗物质,星空岛就会飞散。” “ 暗物质是制造银河系并将其保持在一起的关键要素。”
研究小组的结果是一个超微弱的矮星空岛可以容纳一个扩展的暗物质光环的第一个证据。
弗雷贝尔说:“这也可能意味着最早的星空岛形成的暗物质晕比以前想象的要大得多。” “我们认为第一个星空岛是最小,最笨的星空岛。但是它们实际上可能比我们想象的大几倍,而且毕竟还不算小。”
Chiti和Frebel用智利麦哲伦望远镜对Tucana II的观测结果跟踪了最初的结果。在麦哲伦的带领下,研究小组专注于银河系的金属贫乏太阳,以得出它们的相对金属性,并发现外层太阳的金属丰度是中心太阳的三倍,因此也更原始。
Chiti说:“这是我们首次看到类似古时候星空岛中内外太阳之间化学差异的东西。”
关于不平衡的一个可能的解释可能是早期的银河系合并,其中一个小型星空岛(可能是在星空中形成的第一代星空岛中的一个)吞没了附近的另一个星空岛。这种银河食人症在当今整个星空中不断发生,但尚不清楚早期的星空岛是否以类似的方式合并。
该团队计划使用他们的方法观察银河系周围的其他超微弱矮星空岛,以发现更老,更遥远的太阳。
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