银河系中一半物质来源于遥远星系

银河系中一半物质来源于遥远星系

在一个史无前例的分析中，美国西北大学的天文学家们发现: 与我们之前的认知相反，银河系中多达一半的物质可能来自那些遥远的星系。因此，我们每个人的一部分都可能是河外星系物质构成的。

利用超级计算机进行模拟后，研究小组发现了一种星系(包括我们银河系在内)如何获得物质的新模式。这种模式很出人意料，但它是星系获得物质的主要模式，它被称为：星系际转移。模拟显示星系内的超新星爆发会喷出大量的气体，从而导致强大的星系风将原子从一个星系传送到另一个星系。星系际转移是一种新发现的现象，模拟表明它将是了解星系演化的关键。

“考虑到我们可能是其它星系的物质所构成的，也许我们可以把自己看作太空旅行者或河外星系移民。”这项研究的领导者之一——西北大学天体物理学中心(CIERA)的博士后研究员Daniel Anglés-Alcázar说道：“很有可能银河系中的大部分物质原本位于其它星系，这些物质被强大的星系风吹动，穿越星系际空间，最终在银河系中安家。”

星系相距很远，所以即使星系风以每秒几百公里的速度传播，这个过程也发生了几十亿年。

Claude-André Faucher-Giguère教授和他的研究团队，以及来自他领导的另一个FIRE项目的合作者，进行了复杂的数值模拟后，建立了一个星系从大爆炸后形成至今的逼真三维模型。Anglés-Alcázar随后开发出很先进的算法来挖掘大量的数据，并量化星系是如何从宇宙中获取物质的。

这项需要大量(普通计算机不停工作数百万小时)计算的研究，将于7月26日(英国时间7月27日)由英国皇家天文学会月刊发表。

“这项研究改变了我们对大爆炸后星系如何诞生的理解。”这项研究的合伙人——来自温伯格艺术与科学学院的物理与天文学助理教授Faucher-Giguère如是说道。

他继续说道：“这种新的模式意味着，在我们周围，包括太阳系、地球甚至是我们每一个人的组成中，有多达一半的原子不是来自我们自己的星系，而是来自那些距离我们还有一百万光年的星系。”

通过对模拟中复杂的物质流动的详细跟踪，研究小组发现，气体倾向于从较小的星系流向更大的星系(比如银河系)，然后形成星体。而通过星系风转移来的物质的质量在那些较大的星系中占到了50%。

“在我们的模拟中，我们能够追踪像银河系一样的星系中的星体的起源，并且能够确认星体到底是由所在星系本身的物质构成的，亦或是由原来存在于另一星系中的气体形成的。”这项研究的通信作者——Anglés-Alcázar对此说道。

在星系中，星体都有着紧密的关联：所有的行星绕着作为质量中心的恒星转动。在140亿年前的宇宙大爆炸之后，宇宙中充满了均匀的气体，没有星体，也没有星系。在那之后，气体中出现了微小的波动，然后这些气体开始通过重力的作用生长，最终形成星体和星系。而在星系形成后，每个星系都有了自己独特的地位。

“我们的起源中的本土成分比我们之前认为的要少得多。”一位CIERA的成员——Faucher-Giguère说道：“这项研究让我们了解到我们周围的事物与星河外那些遥远的物体有着怎样的联系。”

研究人员表示，这项发现为理解星系的形成开辟了一个新的研究方向，而现在我们已经可以对模拟所得的星系际转移的预测进行观测。西北大学的研究小组计划与观测天文学家们合作，使用哈勃太空望远镜和地面观测台来观测模拟所预测的结果。

这些模拟由国家科学基金会的超级计算机和西北大学名为“探索”的高性能计算机集群运行与分析。这项研究的题目为“宇宙重子循环和星系质量集中在FIRE项目中的模拟”。

本文译自 phys，由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。

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