在3亿至9亿年前,我们的银河系几乎与射手座矮星系相撞。来自欧洲航天局盖亚任务的数据显示了这一事件的持续影响,恒星在池塘表面像涟漪一样移动。银河系的碰撞是更大银河系对矮星系持续蚕食的一部分。

“一开始,这些特征对我们来说非常奇怪。” - Teresa Antoja,西班牙巴塞罗那大学首席研究员。

盖亚的主要科学目标是调查我们银河系附近的10亿颗恒星。它正在创建银河系的精确3D地图,并回答有关银河系起源和演化的问题。欧洲航天局于2013年启动了盖亚,计划进行为期五年的任务。

盖亚通过绘制银河系银河盘中恒星的运动,发现了银河系和射手座矮星系之间的相遇。盖亚准确地测量了十亿颗恒星的位置和精确的速度。通过估算这些恒星的三维速度,宇宙飞船计算了几百万颗恒星的“相空间”。这个相位空间,或位置和速度的组合,使科学家们能够研究银盘中恒星的恒星运动。

欧洲航空局的盖亚任务目前正在执行为期五年的任务,以映射银河系的恒星。盖亚已经发现了3亿至9亿年前发生银河系碰撞的证据。图片来源:ESA / ATG medialab;

“我有点震惊,我认为数据可能存在问题,因为形状非常清晰。” - 西班牙巴塞罗那大学的Teresa Antoja。

相空间的恒星运动显示出令人震惊和意想不到的东西。来自西班牙巴塞罗那大学的首席研究员Teresa Antoja对数据显示的内容感到震惊。她认为数据一定存在问题。从未见过的蜗牛般的图案脱颖而出。这个图案是在星系平面的上方或下方的恒星高度的图表中,按照它们同方向的速度绘制的。“在开始的时候,我们的特点非常奇怪,”特蕾莎说。“我有点震惊,我认为这些数据可能有问题,因为形状是如此清晰。”

盖亚的任务是一个巨大的团队协作。它在欧洲各地都有数据处理和分析团队,这些团队在发布之前测试了所有数据。Antoja和她的同事们还对数据进行了测试,以确定错误是否导致形状出现。但他们去没有找到确凿的错误证据。他们不得不接受这种不寻常和意想不到的形状。

“听起来像你突然戴上合适的眼镜,看到以前无法看到的所有东西,”特雷莎说。

Antoja认识到形状的显露是因为盖亚的数据质量如此之高。这就像戴上合适的眼镜一样。下一步是找出造成这种形状的原因。

银河系圆盘中的涟漪像池塘上的涟漪一样。“这有点像在池塘里扔一块石头,在水上激起了涟漪和波浪,”特雷莎解释道。然而,池塘的表面很快就会平静下来。恒星的运动已经持续了数亿年。

一旦团队知道他们看到了真实的东西,他们就开始调查这些“涟漪”的原因。银河系发生了什么事呢?

像许多大型星系一样,银河系有点像食人族。它变得如此之大的一种方式是吸收来自其他星团和其他星系的恒星。一旦被吸收,这些恒星就与星系的其余部分混合在一起。但在这种情况下,银河系的新成员并没有融入其中。

Amina Helmi在荷兰格罗宁根大学工作。她是该项目的合作者,也是论文的第二作者。赫尔米回忆了自己和其他研究人员对射手座矮星系的研究。射手座只包含数千万颗恒星,远远少于银河系中的1亿至4千亿颗恒星。Helmi知道银河系在吃射手座星系。

球状星团Messier 54位于射手座矮星系的中心。射手座和银河系之间的银河碰撞在银河系的圆盘中引起了连锁反应。图片:Public Domain Hubble Image。

两个星系最后一次接近彼此时,它们没有发生碰撞。但是,从近距离接触重力足以扰乱银河系的恒星盘。就像在池塘表面的抛出的石头一样。

“这正是我们希望从盖亚数据中得到的那种发现。” - 欧洲航天局盖亚项目科学家Timo Prusti。

射手座和银河系最后一次相遇估计是在2亿到10亿年前。该时间范围与盖亚数据建立的时间范围相匹配。

听起来很有说服力。“这项研究暗示,我们银河系的银盘是动态年轻的,对干扰和随时间变化敏感”,Antoja说。但是仍然需要谨慎。银河系圆盘中的恒星运动与射手座星系之间的相关性基于简单的计算机模型和分析。

射手座矮星系在盖亚的全天空视野中。来自盖亚的数据揭示了射手座和银河系之间的银河碰撞。图片来源:ESA / Gaia / DPAC

盖亚数据还有很多东西可以教我们银河系的演变。研究背后的团队打算更全面地研究整个现象。还有很多工作要做,还有大量的数据需要梳理。

“这个发现很容易; 解释却不容易。充分了解其含义和含义可能需要数年时间。“阿米娜说。

“这正是我们希望通过盖亚数据发现的那种发现,”ESA的盖亚项目科学家Timo Prusti补充道。