恒星四散奔逃！天文学家：神秘力量正在冲击小麦哲伦云

有什么东西正在改变小麦哲伦云。

由赫歇尔任务、普朗克天文台、红外天文卫星和宇宙背景探测器拍摄的小麦哲伦云。ESA / NASA / JPL-Caltech / CSIRO / NANTEN2 / C. Clark (STScI)

银河系的卫星系——小麦哲伦云身上似乎隐藏着什么天文学家尚不知晓的秘密。不但围绕其核心运行的恒星几乎没有，而且星系的形态奇特，外形不规则，还莫名其妙地拖着一条潮汐尾。

近日来自美国亚利桑那大学的一批科学家宣称，他们可能解开了这个谜。

研究人员称，小麦哲伦云可能曾经直接从银河系的另一个卫星系——大麦哲伦云的中心穿过，导致星系中的恒星运行被打乱，沿着完全不同的轨道四处飞散。这两个小星系的碰撞还导致小麦哲伦云中的气体被抽出，在太空中形成了一条狭长的尾迹。

距离我们约20万光年的小麦哲伦云，和距离我们15.8万光年的大麦哲伦云其实都是星系， 且都在环绕银河系运行。叫它们云是因为早期观测认为它们是星云而一直沿用至今。

小麦哲伦云在星系分类学上属于不规则矮星系，其质量相当于70亿个太阳——但占这些质量大部分的，是星系内的气体。这些气体一旦开始冷却和收缩，一部分最终会变成恒星。

银河系和大小麦哲伦云。大小麦哲伦云互相围绕对方运行，与此同时共同围绕我们的银河系运行。Axel Mellinger / Central Michigan University

天文学家发现，小麦哲伦云中的恒星运行与其他矮星系有显著区别——其内部的恒星几乎都不围绕星系中心运行。此次研究人员发现，这种轨道运动的缺失，可能与小麦哲伦云与大麦哲伦云的碰撞有关。

大小麦哲伦云碰撞过程示意。Himansh Rathore / Central Michigan University

研究人员认为，在大约数亿年前，小麦哲伦云曾经从大麦哲伦云的中心穿过。大麦哲伦云的引力导致小麦哲伦云的结构被破坏，小麦哲伦云内的恒星由此陷入了无序的运动中。不仅如此，小麦哲伦云中的气体也由于巨大的压力差而被抽出，原有的自旋状态被破坏。

天文学家还发现，有一条气体桥横亘在大麦哲伦云和小麦哲伦云之间。组成这条气体桥的气体，可能来自这两个星系中的一个，而桥中的气体正在冲击波的影响下活跃地形成恒星。

盖亚探测器拍摄的大小麦哲伦云。ESA / Gaia / DPAC

那次碰撞，也在大麦哲伦云身上留下了痕迹。大麦哲伦云的中心有一个与星系平面有夹角的棒状结构，这个夹角即为碰撞的后果。研究人员根据这个夹角的大小，还可以推算出小麦哲伦云中的暗物质含量。

研究结果还显示，大小麦哲伦云和银河系之间的相互作用，还会影响银河系的形态。大小麦哲伦云的引力可能是银河系星盘翘曲的原因，与此同时它们的引力影响着银心，扰动着银晕，并导致银河系的运动速度加快。它们还通过麦哲伦星流与银河系相连，持续地为银河系提供物质补给。

大小麦哲伦云在环绕银河系运行的过程中发生的潮汐作用示意图。G. Besla / Axel Mellinger

参考

A Galactic Transformation — Understanding the SMC's Structural and Kinematic Disequilibrium

https://doi.org/10.3847/1538-4357/ae4507

A Galaxy Next Door is Transforming, and Astronomers can see it Happening

https://news.arizona.edu/news/galaxy-next-door-transforming-and-astronomers-can-see-it-happening