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篇名: Shed New Light
作者: 想像的餘光	日期: 2013.03.04　　天氣: 　心情:

Stellar Motions in Outer Halo Shed New Light on Milky Way Evolution(天文追星資訊)

謁曰~愛在餘光蔓延中....化闇黑勢力為光亮.....盡在無邊無量的靈性佛......(反觀自照宇宙之道)

美國加州大學天文學家Alis Deason等人透過哈柏太空望遠鏡的觀測資料研究銀河系外銀暈（outer halo）的恆星運動，結果發現強烈證據顯示有一些聚集成殼層狀的恆星很可能是銀河系數十億年前吞噬另一個矮星系之後的殘餘。透過這些恆星的運動，或許可以瞭解銀河系的演化，並顯示銀河系的確是經由併吞小型星系來成長茁壯，此外還可從這些恆星的運動來尋找那些不可見的「暗物質（dark matter）」。
　　離銀河系外圍區域的演化速度比內側區域慢很多，在銀河外圍區域中的天體還保有久遠之前發生事件的訊息，像是活化石一般。Deason和太空科學研究所（ Space Telescope Science Institute，STScI）的Roeland van der Marel等人透過哈柏觀測資料識別出距離銀河中心約80,000光年遠外銀暈中的13顆恆星，這些恆星的年齡很可能可追溯至銀河系還在形成的時期。
　　測量完的結果讓這些天文學家很驚訝，因為這些恆星的橫向運動（tangential motion，垂直於恆星到銀河中心的切線方向的運動）速度相對於徑向運動（radial motion，平行於恆星到銀河中心方向的運動）的比例比預期的還高，和現行已知的太陽附近的暈族星（halo star）以徑向運動為主的現象不同。這類軌道的恆星會向衝銀河中心，然後回到原位。這些恆星的橫向運動或許可以這樣解釋：如果80,000光年遠的它們恰好處在一個過度稠密的區域，像是高速公路上的塞車路段，便會讓車流形成一道道層狀的特徵，這樣的特徵也曾在其他星系中觀測到過。
　　Deason等人是在透過哈柏資料庫中搜查相隔7年之久的仙女座星系（Andromeda galaxy）觀測資料來搜尋這些外銀暈星。銀河系被銀暈包覆著，而仙女座星系遠在銀雲20倍遠之處，所以要觀測仙女座星系中的恆星，得透過並排除位在前景、看起來似乎集結成團的的銀河系暈族星。但對Deason等人而言，這些暈族星不但不是要被排除在外的干擾，反倒是他們要挖掘的寶藏，希望能瞭解這些暈族星的運動。
　　經過小心翼翼地篩選了哈柏影像中100,000多顆星之後，終於經由顏色、亮度和橫向運動等特徵確認其中13顆為暈族星，並細心測量它們的橫向運動方向和速度快慢。這些暈族星的運動速度比仙女座星系中的恆星快，因為畢竟暈族星比仙女座星系還靠近許多，但即使如此，地球所見的這些暈族星每年在天空中的橫向移動速度（自行速度）也只有1毫角秒（1毫角秒=1/1000角秒，1角秒=1/3600度），大概相當於觀察月表上的一顆高爾夫球一個月中移動1英尺的速度。儘管如此，由於哈柏優異的偵測能力，加上位在無重力、無風、無大氣、無地震干擾的太空環境中，使得這些暈族星的運動測量精確度達5%左右，因此還是得以觀察出它們的橫向運動概況。
　　銀河系內銀暈（inner halo）一般具有很高的徑向軌道。當這些天文學家將內銀暈星和外銀暈星的徑向運動放在一塊比較後，驚訝地發現兩者的徑向運動居然相去不遠。一般星系形成的電腦模擬結果通常顯示愈往外銀暈走，恆星的徑向運動愈高，但Deason等人測量結果卻與模擬預測相悖。他們認為這些成層狀分佈的暈族星很可能是一個衛星星系聚集的結果，也就是說，是銀河系藉由吞噬小型星系而逐漸成長的過程中，其中一次被吞噬的小型星系殘骸。如果這個推論正卻，那麼這就顯示了我們的銀河系還在繼續就由吞噬衛星星系而成長中。
　　這個研究團隊將他們的分析結果，與史隆數位巡天計畫（Sloan Digital Sky Survey）所記錄的暈族星加以比較，從而發現在這13顆外暈族星距離所在處的恆星密度比其他地方還高。類似的恆星密度較高現象存在於三角座到仙女座方向。而在此距離之外，恆星數量便急遽下降。
　　Deason等人認為，橫向運動速度偏低，再加上所在處的恆星密度較高，這兩者絕非偶然。是什麼原因讓這些暈族星的徑向速度比理論模擬的還慢許多？Deason等人推測可能是這些星恰處於軌道遠銀心點（apocenter）之處，所以公轉速度本就會比較慢；但速度慢下之後的結果，便造成此處恆星堆積擁擠，直到它們行至又逐漸向銀河中心接近之後才能解除這樣的擁擠狀態。因此它們的的徑向速度，相較於橫向運動素的比例就會不同。
　　天文學家之前也曾在其他星系的銀暈中觀測到暈族星堆積成層狀的現象，那時便曾預測我們的銀河系應該也有類似的現象，但直到現在才終於掌握證據證明這種現象的確也存在於銀河系銀暈中。之所以造成銀河系比其他星系還晚觀測到這種層狀暈族星累積的狀況，是因為我們自己身處在銀河系中，銀暈對地球上生活的我們而言，散佈整個天空，暈族星又不夠亮，因此很難觀測到。
　　Deason等人受此研究成果的鼓勵，計畫繼續在哈柏觀測資料庫中搜尋更多遙遠的暈族星，以便確認銀河系是否還在吞噬矮星系而成長中，進而能瞭解銀河系演化歷史，畢竟目前掌握到的外暈族星數量過少，不能當作鐵證。再者，如果能搜尋到更多暈族星，便可藉由它們的運動來估算整個銀河系的正確質量；在此之前，天文學家掌握到的暈族星運動多半集中在徑向運動而少有橫向運動，因為畢竟數值過小而難於測量出，但若能搜尋到更多暈族星，而且是距離遙遠的外暈族星，那麼便可從它們的橫向運動更精確地測量整個銀河系的質量分佈概況，尤其是那些不可見、但其實佔有絕大部分銀河系總質量比例的暗物質。而若能瞭解暗物質的分佈狀況，又可進一步改進關於星系結構形成的理論。這些都是環環相扣的問題。

資料來源：http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/07/, 2013.02.21, KLC

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