IT之家 4 月 6 日消息，天文學(xué)家借助歐洲空間局蓋亞衛(wèi)星任務(wù)的數(shù)據(jù)，在銀河系外圍發(fā)現(xiàn)了數(shù)十條暗淡的恒星帶狀結(jié)構(gòu)。

研究人員表示，此次發(fā)現(xiàn)依托一款全新算法，讓這類被稱作“恒星流（stellar stream）”的已知候選天體數(shù)量增至原先的四倍以上。這一發(fā)現(xiàn)有望為探究銀河系的演化歷程及其暗物質(zhì)分布情況提供全新線索。

據(jù)IT之家了解，恒星流是呈弧形延展的恒星條帶，形成于致密星團(tuán)穿越銀河系引力場(chǎng)的過程中，星團(tuán)不斷拋射恒星，這些恒星被引力拉伸形成狹長(zhǎng)的尾隨帶狀結(jié)構(gòu)。

密歇根大學(xué)理論天體物理學(xué)家、該研究合著者奧列格 · 格涅丁在一份聲明中比喻道：“這就好比騎著自行車馱著一袋沙子，只不過袋子破了洞。沙粒就如同星團(tuán)運(yùn)行軌跡上被遺落的恒星?！?/p>

探尋恒星流極具價(jià)值，因?yàn)檫@類天體的形態(tài)與運(yùn)動(dòng)軌跡，保留了長(zhǎng)期以來作用于其上的引力作用記錄。這讓它們成為測(cè)繪銀河系質(zhì)量的有力工具，而質(zhì)量測(cè)算范圍還將包含難以捉摸的暗物質(zhì)暈 —— 暗物質(zhì)被視作維系星系形態(tài)的無形“黏合劑”，盡管人類已付出數(shù)十年努力，卻仍未直接觀測(cè)到它。

這項(xiàng)由密歇根大學(xué) Yingtian “Bill” Chen 主導(dǎo)的新研究，識(shí)別出 87 條與球狀星團(tuán)相關(guān)的恒星流候選體。球狀星團(tuán)是環(huán)繞銀河系運(yùn)行的致密古老恒星集群。在此之前，人類僅偶然在蓋亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)不足 20 條恒星流，過小的樣本量讓天文學(xué)家無法得出普遍性結(jié)論。

目前已知的恒星流大多源自已被大幅撕裂的矮星系或星團(tuán)。而此次新發(fā)現(xiàn)的、來自仍完整存在的球狀星團(tuán)的恒星流則更為罕見，且研究?jī)r(jià)值極高，因?yàn)樘煳膶W(xué)家可將恒星流與其母體星團(tuán)直接對(duì)比分析。

研究顯示，為找到這些恒星流，Yingtian “Bill” Chen 研發(fā)了一款名為“星流（StarStream）”的計(jì)算機(jī)算法，該算法依托物理模型搜尋恒星流，而非僅依靠視覺特征。研究團(tuán)隊(duì)隨后將該方法應(yīng)用于蓋亞衛(wèi)星數(shù)據(jù)，該衛(wèi)星在 2014 至 2025 年間，測(cè)繪了銀河系內(nèi)數(shù)十億顆恒星的位置與運(yùn)動(dòng)軌跡。

格涅丁在聲明中稱：“事實(shí)證明，當(dāng)你對(duì)尋找的目標(biāo)有理論預(yù)判、有簡(jiǎn)單的現(xiàn)象模型時(shí)，搜尋工作會(huì)容易得多?！?/p>

研究結(jié)果還顯示，許多恒星流并不符合經(jīng)典理論中纖細(xì)、排列規(guī)整的形態(tài)。相反，部分新發(fā)現(xiàn)的恒星流更短、更寬，甚至與母體星團(tuán)的運(yùn)行軌道錯(cuò)位 —— 這表明此前的研究?jī)H聚焦最明顯的結(jié)構(gòu)，因而遺漏了這些天體。

研究還指出，擴(kuò)大后的樣本證實(shí)，部分彌散的球狀星團(tuán)拋射恒星的速度異常之快，這意味著它們或許即將被潮汐力完全瓦解。

不過研究人員表示，并非全部 87 個(gè)候選體都能得到證實(shí)，部分探測(cè)結(jié)果因無關(guān)恒星的背景干擾，可信度較低。

Yingtian “Bill” Chen 在聲明中稱，該研究成果及所用算法，可通過下一代觀測(cè)設(shè)備的后續(xù)觀測(cè)進(jìn)行驗(yàn)證，其中包括薇拉 ·C· 魯賓天文臺(tái)、美國國家航空航天局的南希 · 格雷斯 · 羅曼空間望遠(yuǎn)鏡以及暗能量光譜儀，以此確認(rèn)哪些恒星流真實(shí)存在。他表示：“這款算法能輕松適配未來的探測(cè)任務(wù)，一旦獲取新數(shù)據(jù)，就能直接應(yīng)用?！?/p>

該研究相關(guān)論文已于 3 月 23 日發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》上。

參考資料：

• https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae471f