给人马座矮星系“画像”

人马座星流的三维形态（资料图片）

□那 拉

近日，中科院天文大科学研究中心特聘青年研究员、上海天文台博士后李静，与中科院国家天文台研究员刘超等人，利用郭守敬望远镜（LAMOST）第一次描绘出了银河系的一个伴星系——人马座矮星系的星流（以下统称“人马座星流”）的三维空间轨道分布。该项研究成果已经发表在《天体物理学报》杂志上。

这个曾经庞大的星系已“死”

银河系和人马座矮星系可能都形成于100多亿年以前。该矮星系的初始质量约为银河系的十分之一，后来人马座矮星系“扑向”银河系，被银河系的引力捕获，成了伴星系。由于现在该矮星系位于人马座天区，因此被天文学家命名为人马座矮星系。

李静描述人马座星流时，称它是“由无数颗恒星构成的‘星带’，散布于人马座矮星系的前方和后方，就像这个星系向前吐出的火焰、在后遗留的尾巴”。刘超则表示，在某种意义上说，人马座矮星系其实早已是一个“死亡的星系”。因为它在掉落进银河系之前已耗尽了气体，而恒星诞生于气体之中，没有气体就没有构成恒星的基本材料，因此它无法再像银河系那样每隔一段时间便诞生出新的恒星。再之后，它继续被剥除自身的很多恒星并最终形成星流。一般认为，这个星系目前的主体质量只有原来的万分之一，与如今的银河系相比，它只是个“小不点”。

潮汐力将它撕扯成“星流”

当人马座矮星系星被银河系牢牢拽住，并在银河系所产生的巨大潮汐力不断撕扯下，星系的形状便逐渐发生了变化，就像一个面团被拉成了面条，最终形成星流。由于人马座矮星系一直在绕银河系转动，因此银河系抻拉出来的星流也大致沿着矮星系的轨道，也像丝带一样围绕着银河系，现在它被拉出的线条比银河系的直径还长，已经绕银河系两三圈之多。

刘超认为：“这也可以看成是银河系‘进食’的过程。”银河系在“捕获”了人马座矮星系后，通过这种不断地撕扯，将人马座矮星系内的恒星不断“扯”出，变成“碎片”，形成一道星海，这些掉落的恒星最终还是会被银河系逐个“捕获”，成为银河系的一分子。

构建3D轨道分布图意义重大

早在1994年，英国剑桥大学的天文学家伊巴塔、欧文和吉尔摩用施密特望远镜便首次发现了这个人马座矮星系。它距离银河系中心约6万光年，处于银河系的盘面上。自此，陆续有学者观测到该星系的星流结构。

2002年，美国伦斯勒理工学院的物理学家纽伯格等人用从美国斯隆数字巡天项目（SDSS）中得到的天文数据进行分析，确定了人马座矮星系附近存在波纹状的星流，似乎与人马座矮星系有着千丝万缕的联系。2003年，美国弗吉尼亚大学的马耶夫斯基采用红外波段观测，首次把整个人马座星流在天空的位置描绘出来。3年后，英国剑桥大学的别洛库罗夫等人也采用可见光波段观测发现了人马座星流有2条分支。

李静、刘超等人此次的研究便聚焦在这个人马座星流的三维形态。他们首次较完善地重构了领先和拖后星流中的恒星的三维形态，从LAMOST数据中测量了3万颗M巨星样本恒星的速度场，通过与盖亚空间望远镜的数据结合，在三维空间描绘了人马座星流的空间轨道分布。

在李静看来，星流三维形态的研究无论对于人马座矮星系还是银河系来说都意义非凡。该星流是两个星系共同作用的结果，星流中恒星的位置及运动轨迹能够还原银河系撕裂人马座矮星系时的力度，从而能够测量出引力大小，由此推断银河系的质量等相关参数。

研究团队还确定了人马座星流中最远的点，大约距离太阳30万光年。这暗示着银河系的质量要比人们原先设想的质量小一些。按照该研究成果计算，银河系质量大约为9000亿倍的太阳质量。而此前学界通常认为，银河系质量大约为1万亿倍太阳质量。

（《给人马座矮星系“画像”》由金羊网为您提供，转载请注明来源，未经书面授权许可，不得转载或镜像。版权联系电话：020-87133589，87133588）