3D视图有助于我们了解星系的形成和演化过程

在我们的宇宙中有数十亿个星系 - 超过之前估计的2000亿个星系的10倍 - 但我们对它们在三个维度上的真实外观知之甚少

与太阳系物体不同,太阳系物体在人类技术的物理范围内,例如卡西尼号和旅行者探测器,星系距离太远,以至于它们只能投射到天球上

虽然我们可能有许多星系的图像,但这些图像是二维的,推断星系的真实形状有点像试图找出造成阴影木偶的物体的形状

由于不同的形状可以在二维表面上相同地投射,测量星系的三维形状是一个具有挑战性的问题,近一个世纪以来已经让科学家们感到震惊

但是我们今天发表在“皇家天文学会月刊”上的研究揭示了如何确定星系的三维形状

星系可能像平底锅一样扁平,像海胆一样被压扁,像橄榄球一样伸长,或者介于两者之间

理论上,星系的3D形状可以对它的形成和演化有所了解

例如,模型表明,当恒星通过这些宇宙碰撞膨胀时,星系上的星系会遇到更多的球形系统

当气体落入星系形成新的恒星时,它通常会沉积在圆盘上,从而形成更平坦的结构

因此,获取星系的形状信息可以为研究星系的形成提供新的视角

第一个星系可能是由重力将巨大的物质云团拉在一起而形成的

出于同样的原因,当他们的手臂靠近身体时,花样滑冰运动员比他们伸展时更快地旋转,物质的坍塌导致星系旋转的增加

随后可能的周围物质聚集也加速了星系的旋转

另一方面,星系相互作用混合恒星轨道,导致星系失去其首选的旋转感

大多数先前的研究已经使用图像来估计星系的三维形状,但是图像在第三维上提供了很少的杠杆作用,产生了多种可能的解决方案

但是,利用4米英国 - 澳大利亚望远镜上的悉尼 - 澳大利亚 - 天文 - 天文台 - 多天体积分(SAMI)野战单位仪器,天文学家可以获得有关星系内气体和恒星运动的详细信息

分析星系周围恒星的运动以及它们在天空中的图像是解开第三维的关键

测量星系周围恒星的运动与测量它们在3D中的位置并不完全相同

为了从恒星运动中推断出星系的三维形状,需要大样本

新型SAMI仪器可以一次观测13个星系,可以在相对较短的时间内收集数千个星系的数据

天文学家的数据比以前最大的研究数据多三倍,现在人们开始了解塑造星系的过程

我们的新研究首次证实增加的旋转以可预测的方式改变了星系的形状

星系旋转得越快,它变得越平坦,最快的旋转星系几乎是完美的圆盘

相反,不旋转或旋转很少的星系有更多不同的形状,从扁球体(如海胆,或压扁的沙滩球)到三轴椭圆体(更像土豆,或压扁的橄榄球),与经历过重要互动的历史

星系的3D形状揭示了低自旋星系经历了复杂的相互作用历史,而高旋转星系可能导致更安静的生活方式和/或吞噬了来自周围环境的大量天然气

对星系形成的详细计算机模拟表明,星系形状也可能受到围绕它们的所谓的隐形暗物质晕的影响

在未来的研究中,通过比较这些新观测到的形状信息与其他观测到的星系特性(例如它们在宇宙中的位置,它们有多少气体,以及它们的恒星的年龄和化学性质),天文学家现在将有一个新的测试工具这些理论预测

通过这种方式,通过测量星系可见部分的三维形状,我们还将了解隐形部分

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