은하수의 섭식 습관이 암흑 물질에 빛을 비추다

수십 개의 항성 스트림으로 둘러싸인 은하수를 예술적으로 표현했습니다. 이 흐름은 동반 위성 은하 또는 우리 은하의 중력에 의해 찢겨진 구상 성단이었습니다. 크레딧: James Josephides 및 S5 협업

천문학자들은 우리를 둘러싸고 있는 암흑 물질의 특성을 밝히는 데 한 걸음 더 다가섰습니다. 은하수 우리 은하의 코로나를 도는 12개의 별의 흐름에 대한 새로운 지도 덕분에 은하계가 만들어졌습니다.

이러한 별의 흐름을 이해하는 것은 천문학자들에게 매우 중요합니다. 그들은 별을 궤도에 고정시키는 암흑 물질을 밝히는 것 외에도 은하수의 형성 역사에 대해 알려줍니다. 은하수가 수십억 년에 걸쳐 더 작은 별 시스템을 분해하고 소비함으로써 꾸준히 성장해 왔다는 것을 보여줍니다.

S5가 관찰한 수십 개의 스트림에서 개별 별의 3D 위치를 보여주는 영화입니다. 3D 별의 속도에 따른 개별 점의 색상. 크레딧: Sergey Koposov, S5 협업

“우리는 이 해류가 우리은하의 중력에 의해 방해받는 것을 보고 있으며 결국 우리은하의 일부가 되었습니다. 이 연구를 통해 우리은하의 작은 별계 유형과 같은 우리은하의 섭식 습관을 엿볼 수 있습니다. 연구 논문의 주 저자인 토론토 대학의 Ting Lee 교수는 “우리 은하가 나이가 들수록 더 뚱뚱해집니다.”라고 말했습니다.

Lee 교수와 그녀의 국제 협력 팀은 항성류의 특성을 측정하기 위한 전용 프로그램인 남방 항성류(S5) 분광 탐사를 시작했습니다. 우리 그룹에 의해 찢겨진 이웃한 작은 은하계의 찢어진 잔해와 성단입니다. 은하수.

S5가 포착한 12개의 별 스트림

은하의 남극에서 본 S5에서 관찰한 12개의 항성류의 예술적 인상. 크레딧: Gerint F. Lewis, S5 협업

Lee와 그녀의 팀은 이렇게 풍부한 항성류를 연구하고 호주의 4미터 광학 망원경인 AAT(Anglo-Australian Telescope)를 사용하여 별의 속도를 측정한 최초의 과학자 그룹입니다. Lee와 그녀의 팀은 도플러 빛의 이동(레이더 총이 과속 운전자를 잡는 데 사용하는 것과 동일한 속성)을 사용하여 개별 별이 얼마나 빨리 움직이는지를 감지했습니다.

한 번에 하나의 스트림에 초점을 맞춘 이전 연구와 달리 “S5는 가능한 많은 스트림을 측정하는 데 전념하고 있으며, 이는 AAT의 고유한 기능으로 매우 효율적으로 수행할 수 있습니다.”라고 공동 저자인 Macquarie University의 Daniel Zucker 교수는 말합니다.

Gaia의 하늘을 가로질러 본 수십 개의 시내

하늘을 가로질러 본 수십 개의 테이블에 있는 별의 위치. 배경은 유럽 우주국(European Space Agency)의 가이아(Gaia) 임무에서 우리 은하의 별들을 보여줍니다. AAT는 남반구의 망원경이므로 S5는 남쪽 하늘의 개울만 관찰합니다. 크레딧: Ting Li, S5 Collaboration, ESA

항성 흐름의 특성은 은하수의 보이지 않는 암흑 물질의 존재를 나타냅니다. 공동 저자인 시드니 대학의 게리언트 F 루이스 교수는 “크리스마스 트리를 생각해 보세요. “어두운 밤에 우리는 크리스마스 불빛을 볼 수 있지만 그들이 감싸고 있는 나무는 보지 못합니다. 그러나 불빛의 모양은 나무의 모양을 드러냅니다.” 별의 흐름도 마찬가지입니다. 암흑물질.

천문학자들은 속도를 측정하는 것 외에도 이러한 관찰을 사용하여 별의 화학적 조성을 계산하고 별이 태어난 곳을 알려줄 수 있습니다. Alex JV 교수는 다음과 같이 말합니다. 시카고 대학교, 연구의 공동 저자. “이 두 가지 유형의 흐름은 암흑 물질의 본질에 대한 서로 다른 통찰력을 제공합니다.”

80억년 동안 은하수에 있는 10개의 구상성단의 조석 교란. 빨간색 입자는 은하수를 모방한 암흑 물질을 나타내고 녹색 입자는 붕괴된 구상 성단을 나타냅니다. 불연속적인 구상 성단의 별들은 궤도를 따라가는 긴 항성 흐름을 형성합니다. 천문학자들은 이 흐름을 사용하여 우리 은하의 강착 역사뿐만 아니라 우리 은하의 질량 분포와 암흑 물질 덩어리를 측정합니다. 크레딧: Dennis Erkell, S5 협업

Lee 교수에 따르면, 이러한 새로운 관찰은 우리 은하가 어떻게 특징이 없는 우주에서 유래했는지를 결정하는 데 필요합니다. 큰 폭발. “저에게 그것은 가장 흥미로운 질문 중 하나입니다. 우리의 궁극적인 기원에 대한 질문입니다.”라고 그는 말했습니다. “이것이 우리가 S5를 구축하고 이 문제를 해결하기 위해 국제적 협력을 구축하는 이유입니다.”

S5 성공의 핵심 요소는 유럽 우주 임무 가이아(Gaia)의 피드백이었습니다. “가이아는 항성 흐름의 구성원을 식별하는 데 필수적인 별의 위치와 운동에 대한 환상적인 측정값을 제공했습니다.”라고 에든버러 대학의 관측 천문학 독자이자 이 연구의 저자 중 한 명인 Dr Sergei Koposov가 말했습니다.

이것은 80억 년에 걸쳐 조석 흐름에서 단일 구상 덩어리가 파열된 이후에 나온 것입니다. 빨간색 입자는 큰 은하의 암흑 물질을 나타내고 녹색 입자는 고정된 구상 질량을 나타냅니다. 선조에 가까운 별은 구상성단의 중력 효과로 인해 뚜렷한 “S”자 모양을 형성합니다. 크레딧: Dennis Erkell, S5 협업

Lee의 팀은 우리 은하의 항성류에 대한 더 많은 측정값을 생성할 계획입니다. 한편 그녀는 이러한 결과를 출발점으로 삼아 만족합니다. Lee는 “향후 10년 동안 항성류를 관찰하는 많은 전문 연구가 있을 것입니다. “우리는 이 여정의 기업가이자 도로 개척자입니다. 매우 흥미진진할 것입니다!”

그 결과는 미국천문학회(American Astronomical Society)에 게재될 수 있도록 승인되었습니다. 천체물리학 저널.

참조: Ting S. Lee, Alexander BJ, Andrew B. Pace, Dennis Erkal, Sergey E. Koposov, Nora Ship, Gary S. Da Costa, Lara R. Cullinan의 “S5: 12개의 항성 해류의 열대 및 화학적 특성” , 켈러 콘, 게리언트 F. 루이스, 두갈 맥키, 제프리 D. 심슨, 다니엘 B. 주커, 피터 S. 퍼거슨, 사라 L. 마텔, 조스 블랜드 호손, 에두아르도 발비노, 키안 타방가, 알렉스 드릴카-와그너, 자얀데 MD 실바 , 조슈아 드 시몬, S5 콜라보레이션, 수락 , 천체물리학 저널.
아르시브: 2110.06950

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