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银河系重整过一次?有恒心记录痕迹
发布时间:2019年8月11日 回答人数:4
银河系以前曾经死亡过一次,而我们现在正处于被认为是它的第二次生命。由日本东北大学的Masafumi Noguchi进行的计算揭示了此前未知的关于银河系的细节,其研究发表在《自然》上。银河系中的恒星通过不同机制在两个不同的时代形成,其间有一段漫长的休眠时期,也就是恒星形成停止的时候。我们的家乡银河系的历史比最初想象的要戏剧化。
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当气体通过辐射冷却时,它在50亿年前就开始回流回星系(冷却流),使第二代富含铁的恒星,包括我们的太阳。据本杰明·威廉姆斯(华盛顿大学)和同事说:我们的邻居星系仙女座也在两个不同的时代形成了恒星。Masafumi Noguchi的模型预测,像银河系和仙女座星系这样的巨大螺旋星系在恒星形成过程中经历了一个间隙,而较小的星系则不断地形成恒星。模型预计未来对邻近星系的观测可能会改变我们对星系形成的看法。
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Masafumi Noguchi对银河系历史的描述始于冷气流流入星系(冷气流吸积)和恒星形成时。在此期间释放出来的气体迅速开始积累α-elements短暂的II型超新星爆炸,因此这些第一代恒星α-elements丰富。70亿年前,当冲击波出现并将气体加热到高温时,气体停止流入星系,恒星停止形成。长周期Ia型超新星在此期间的延迟爆炸将铁注入到气体中并改变其原有元素的组成。
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这是银河系恒星形成的两个阶段的示意图,在上面的插图中,蓝色(冷)和红色(热)表示气体。底部面板的颜色图显示了模型计算出的恒星元素组成分布,紫色线表示气体的元素组成如何随时间变化。覆盖的轮廓显示了远地点观测到太阳邻居恒星的分布。远地点是位于新墨西哥州阿帕奇点天文台的阿尔弗雷德·p·斯隆基金会(Alfred P. Sloan Foundation)的2.5米望远镜上的一个光谱设备。
银河系的历史被铭刻在恒星的元素组成中,因为恒星继承了它们形成时的气体成分,恒星“记忆”了它们形成时的气体元素丰度。太阳附近有两组不同成分的恒星。一组富含α-elements如氧、镁和硅,另一种含有大量的铁。Misha Haywood(巴黎天文台)及其同事最近的观察发现,这种现象在银河系的一大片区域普遍存在。这种二分法的起源尚不清楚,Masafumi Noguchi是模型为这个长期存在的谜题提供了答案。
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博科园-科学科普:在计算银河系100亿年的演化过程时,Masafumi Noguchi包括了“冷流吸积”的概念,这是由希伯来大学(Avishai Dekel)及其同事提出的一个新概念。它描述了星系在形成过程中如何收集周围的气体。尽管Yuval Birnboim(希伯来大学)和他的同事们建议对质量更大星系进行两阶段的形成,Masafumi Noguchi已经证实了同样的观点也适用于我们的银河系。
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