在其他星系中有多少种恒星?这似乎是一个简单的问题,但它是出了名的难以确定,因为天文学家很难估计遥远星系的恒星数量。
现在,一组天文学家完成了对14万多个星系的普查,发现遥远的星系往往有更重的恒星。
恒星的人口普查
尽管天文学家缺乏对银河系中数千亿颗恒星的完整普查,但他们已经对其中的足够多的恒星进行了采样,从而相当好地掌握了恒星的数量。
我们大概知道有多少颗小矮星,有多少颗类太阳的中型矮星,还有多少颗大矮星。
但要在其他星系中重复这样的实验是非常困难的。大多数星系都太过遥远,无法识别和测量其中的单个恒星。
我们只能看到更亮、更重的恒星,只能猜测较小恒星的数量。
通常,天文学家只是假设某个遥远星系的人口统计大致与我们在银河系看到的相匹配,因为平均而言,星系之间不应该有那么大的差异。
最近,一组天文学家利用COSMOS目录研究了14万个独立星系,开发出了估算每个星系中恒星数量的技术。
此次研究是在丹麦国家研究财团(Danish National research Foundation)支持的国际天文学基础研究中心“宇宙黎明中心(Dawn)”进行的。DAWN是哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所和丹麦技术大学DTU空间的合作项目。
更重星系的未来命运
“我们只能看到冰山的一角,很长一段时间以来都知道,期待其他星系看起来像我们的星系并不是一个特别好的假设。然而,从来没有人能够证明其他星系形成了不同的恒星群。这项研究使我们能够做到这一点,这可能为更深入地了解星系的形成和演化打开了大门,”该研究的合著者、副教授查尔斯·斯坦哈特说。
研究小组发现,平均而言,距离更远的星系往往拥有比银河系更大的恒星。另一方面,附近的星系与我们的星系相对相似。
“恒星的质量告诉我们很多天文学家。如果你改变质量,你也会改变超新星和黑洞的数量这些都是由大质量恒星产生的。因此,我们的结果意味着我们将不得不修正许多我们曾经假设的东西,因为遥远的星系看起来与我们自己的星系非常不同,”尼尔斯玻尔研究所的研究生、该研究的第一作者阿尔伯特·斯奈彭说。
这项工作有几个重要的意义。
首先,天文学家在观察遥远的星系时,不能再假设恒星的数量是均匀的,因为这些星系代表了宇宙中出现的最年轻的星系。它也迫使我们重新思考星系在数十亿年里是如何进化的。
“现在我们能够更好地解码恒星的质量,我们可以看到一个新的模式;质量最小的星系继续形成恒星,而质量较大的星系则停止产生新恒星。这表明星系死亡有一个非常普遍的趋势,”Sneppen总结道。
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