偶看新闻住友fc 6s:天文学家确定遥远星系相撞的比例（含666M巡天图像）
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/27 15:43:22
| 时间:2011-11-06 21:18:49 | 作者:gohomeman1译 | 来源:哈勃官网 |
1 原文标题：Astronomers Pin Down Galaxy Collision Rate
原文作者：Jennifer Lotz，Donna Weaver，Ray Villard;
来自：哈勃官网； 发表时间：2011.10.27;
翻译：gohomeman1 审校：Linq （编译版权所有，文章有删节，未经许可请勿转载。）
哈勃的ACS拍摄的合并星系，版权：NASA, ESA, STScI，Jennifer Lotz；下同。
对三个哈勃大型巡天项目数据所进行的新分析，并结合星系相互作用的计算机模拟，揭示出在最近的80～90亿年间，星系合并的比例落在先前预期的区间中。这三个巡天项目为：（大熊座）格鲁斯扩展带全波段国际巡天（AEGIS），宇宙演化巡天（COSMOS）,大型空间望远镜宇宙起源深度巡天（GOODS）。
星系合并比例是星系演化研究中基本的测量数据之一，说明星系如何通过与其他星系合并而长大。然而，在星系过去的合并频率上存在巨大的矛盾。对哈勃深空巡天数据的早期测量给出了一个宽泛的比例：5%~25%是普适的。
由马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科研所的Jennifer Lotz（女）领衔的研究团队，分析了不同距离的星系合并，使天文学家能够比较不同时期的星系情况。Lotz团队发现，星系在合并中获得相当多的质量。在过去90亿年间，大型星系的相互合并是常见的，而小星系合并进大星系则非常频繁。在对遥远宇宙中星系合并的第一次测算中，团队发现矮星系合并到大质量星系中的频度，是大家伙互相合并率的3倍。
PDF中遥远星系和邻近星系的合并比例对比，版权：Jennifer Lotz团队。
Lotz解释说：“星系合并比例是决定性数据，因为它可能是星系中取代恒星快速聚集、诞生的关键过程，并运送气体给星系中央的超级黑洞。”
团队研究成果已经被《天体物理学》期刊接受。
问题在于对于哈勃观测数据，早期的天文研究使用了不同的模型来计算碰撞。
哈勃ACS拍摄的遥远合并星系实例。Lotz继续说：“这些不同的技术探测碰撞中不同阶段的‘快照’，它有点类似于通过快照计算车祸。如果你仅仅寻找相撞中的汽车，这是很少的；但搜寻相撞后的失事汽车，就会看到很多。找到一对靠得很近准备相撞的星系数量，比能找到的形状扭曲（说明正在相撞中）的星系数量，也少得多。”
要解决此前有多少的星系发生过碰撞，Lotz团队需要知道星系在恢复正常模样前，它们有多长时间看来像“失事”的碰撞星系。
因此，Lotz和她的团队转向细节丰富的计算机模型，以帮助读懂哈勃的照片。团队模拟了各种星系碰撞的可能“剧本”，与哈勃的星系相互作用图像做对比。
创建计算机模型是个极费时间的过程。Lotz团队试图计算各种星系合并的可能性，从质量对等的两个星系合并到巨型星系吞并小伙伴的过程，无所不包。团队还分析了星系不同轨道的影响，在相撞后，它们的轨道又将如何。小组总计提交了57种合并的剧本，并研究了它们在10个不同视角下的观测效果。Lotz介绍说：“看这些计算模拟就像观看车祸施工的慢动作回放。”
Jennifer Lotz的星系合并过程计算机模拟。
计算模拟跟踪20～30亿年的星系演化历程，从星系初次遭遇开始，一直持续到星系合并完成为止，期间经历以十亿年计。
Lotz说明道：“我们的模拟给出了星系合并的逼真图像。”
作为巨型星系相撞碎片的附加研究，团队还分析了微型星系间的相互作用。标记出这些小星系的碰撞实在很难，因为相比于那些巨型星系，它们实在太暗弱了，外形本身就不够清晰。
Lotz继续解说：“矮星系在宇宙中极为普遍，它们是构建巨型星系的‘积木块’。事实上，我们银河系就在过去吞并了多个小星系，并成为银晕的一部分。本研究首次给出了星系被这些小合并事件扰动的定量结果。”
Lotz团队比较了她们的模拟图像和哈勃大型巡天项目中数千星系的真实照片，从中鉴别出千余个合并候选者，这与先前的比例有明显不同。这些大型巡天项目包括哈勃的格鲁斯扩展带全波段国际巡天（AEGIS）、宇宙演化巡天（COSMOS）；大型空间望远镜宇宙起源深度巡天（GOODS）；以及由夏威夷莫纳克亚山上的凯克望远镜进行的DEEP2巡天。
Lotz总结道：“当我们把模拟计算中学到的知识应用到哈勃巡天研究时，获得了相当一致的结论。”
哈勃ACS拍摄的遥远合并星系在整个巡天图像中的位置。Lotz团队的下一个目标是分析大约110亿年前的星系合并情况，那时正是整个宇宙中恒星剧烈形成的时期。团队希望了解星系合并比例是否与恒星形成比例同步上升，这两者之间的关联意味着星系合并会快速触发恒星的形成。
Lotz团队的合作者还包括：马萨诸塞州坎布里奇市哈佛—史密松天体物理中心（CfA）的Patrik Jonsson，加利福尼亚州帕萨迪纳市卡内基天文台的T. J. Cox，澳洲“山楂”市斯温伯恩科技大学天体物理和超级计算机中心的Darren Croton，加州大学圣克鲁斯分校Joel R. Primack ，马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科研所和约翰?霍普金斯大学的Rachel S. Somerville，以及加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室（JPL）的Kyle Stewart。
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