周一 · 知古通今| 周二 · 牧夫专栏 周三 · 视频专栏 | 周四 · 观测指南 周五 · 深空探测 | 周六 · 茶余星话 | 周日 · 太空探索 翻译：魏麟鉴 校对：艾宇熙 涂天宇 排版：李竹海 后台：库特莉亚芙卡 李子琦 胡永葳 原文链接：https://news.ucr.edu/articles/2021/09/06/astronomers-explain-origin-elusive-ultradiffuse-galaxies  NGC 1052-DF2 （图片来源：欧空局/哈勃） 顾名思义，超弥散星系（UDG）是一种恒星分部在其广阔区域内的矮星系。它们占据极大的空间，这也使得它们表面亮度极低，难以被探测到。关于超弥散星系的几个问题始终没有答案：这些矮星系为何会呈弥散状态？它们的暗物质晕（星系周围不可见的物质晕）是不是很特别？ 劳拉·塞尔斯（Laura Sales）是美国加州大学河滨分校的天文学家，她领导的国际天文学家团队近期在《自然·天文学》上发表了相关的研究成果。他们采用了复杂的模拟技术来探测宇宙低密度环境中的一些“猝灭”的超弥散星系。一个“猝灭”的星系指不再形成新恒星的星系。  劳拉·塞尔斯 （图片来源：UCR） 物理学和天文学副教授塞尔斯说：“我们所探测到的和星系形成理论不符，因为淬灭的矮星系必须处于星系团或星系群环境中，这样才能除去它们的气体并停止形成恒星。但我们探测到猝灭的超弥散星系却是一个例外，我们找到了几个这种猝灭的超弥散星系，并且追溯到它们的演变历史。它们起源于反溅轨道（因星系间的剧烈碰撞而被抛出形成的轨道）。” 这些星系孤立在安静的环境里，而不是在一个群体或者星系团中。塞尔斯解释道，这个反溅星系现在是一个看起来像一个孤立的星系，但在过去它们其实处在一个更大体系内，类似于太阳系中的彗星，它们会周期性的拜访“太阳”，但大部分时间它们都在孤独地旅行，孑然一身的漂泊在宇宙中。 “孤立的星系和卫星星系具有着不同的性质，它们演化的物理进程完全不同，”塞尔斯说到。“这些反溅星系很有趣，因为它们和它们曾经所属的星系中的卫星星系有着相同之处，但如今的它们在观测上与之前的星系系统相隔离。”  左边是模拟中分析过的一个超弥散星系。 右边是DF2星系的图像，几乎是透明的 （图片来源：欧空局/哈勃） 矮星系是指包含一亿到几十亿颗恒星的小星系。相比之下银河系有2000亿到4000亿颗恒星。虽然所有的超弥散星系都是矮星系，但不是所有的矮星系都是超弥散星系（矮星系包含超弥散星系）。例如，在相似的光度下，矮星系有着广泛的尺寸范围，从致密到弥散。超弥散星系是在大多数给定光度下最延展的星系。超弥散星系的恒星含量相当于矮星系，比银河系小10-100倍，但它们的大小可以和银河系相提并论，这使得它们具有极低的表面亮度，这一点与众不同。 塞尔斯解释道，矮星系的暗物质晕的质量至少比银河系少10倍，其尺度大约也小了这么多。然而，超弥散星系打破了这一规律，并显示出与更大的星系相当的径向伸展。 阿根廷理论与实验天文研究所的研究生、该研究论文的第一作者何塞·贝纳维德斯说：“解释这一现象的流行理论之一是，超弥散星系是‘失败的银河系’，也就是说它们原本会和银河系一样，但不知为何没能形成恒星。我们现在知道，这个理论不能适合所有的超弥散星系。因此，才在构建更多的理论模型，其中可能出现一种或以上的形成机制能够解释这些超弥散星系。” 据塞尔斯所说，这项研究可谓是一箭双雕。首先，研究人员称使用的模拟为TNG50，它的预测结果与观测到的超弥散星系性质如出一辙，其次，研究人员发现了一些罕见的淬灭超弥散星系，它们的形成机制目前还不清楚。 她说，“我们把TNG50当成一个‘时间机器’，来研究超弥散星系是如何形成的，我们发现这些天体是几十亿年前的卫星系，但被迫离开到了一个非常椭圆的轨道上，所以现在看起来非常的孤立。”  这张图片展示了一个蓝色的超弥散星系落到星系系统中，随后又以红色的超弥散星系飞出 研究人员还提到，据他们的模拟，淬灭超弥散星系通常占普通超弥散星系的25%。然而，在观测中，实际情况却远小于这个百分比。 “这意味着许多潜伏在黑暗中的矮星系可能还没有被我们的望远镜探测到，”萨尔斯说。“希望我们的研究结果能为低光度宇宙的探测提供新的策略，从而能够对矮星系进行全面的普查。” 这项研究第一次解决了各种不同环境下的问题——从孤立的矮星系到星系团和星系群中的矮星系——这是探测超弥散星系所必需的，并具有足够高的分辨率来研究他们的形态和结构。 接下来，该研究团队将继续对TNG50模拟中的超弥散星系进行下一步研究，以更好地理解为什么这些星系与其他恒星含量相同的矮星系相比如此弥散。对此，研究人员将利用夏威夷的凯克望远镜来测量离地球最近的星系团室女座星系团中的超弥散星系暗物质含量。  video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_2043056761212829702 萨尔斯说：“未来的望远镜，如薇拉·鲁宾天文台（大口径全天巡视望远镜）或南茜·格蕾丝·罗曼太空望远镜，将在未来的5至10年内投入使用，它们将具备探测更多这类有趣的超弥散星系的能力。” 责任编辑：邱煜欣 牧夫新媒体编辑部 『天文湿刻』 牧夫出品 微信公众号：astronomycn  这张照片是从国际空间站上拍摄的南极光 Image Credit: NASA Editor: Yvette Smith  谢谢阅读 |
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