研究揭秘星系“飞龙之舞”

NGC 5907是天龙座中的一个旋涡星系，在包围它的晕中存在巨大的恒星环。它可能形成于80亿到90亿年前的一次巨烈的碰撞事件。来自巴黎天文台、中科院国家天文台、马赛天文台的6位学者基于两百万到六百万粒子的数值模拟提出了这一假说，再现了NGC 5907及其周围巨大恒星环的形成过程，揭示了该星系绚丽的“飞龙之舞”之谜。相关论文近日发表在国际杂志《天文学与天体物理》的在线版封面上。研究人员认为，大量的星系碰撞（质量相当的主并合）极可能已改变了星系的形状，也许有一半的旋涡星系在过去的90亿年中是通过这种方式形成的，NGC 5907可能就是这样的一个例子。这个星系几乎没有核球成分。而明显的、经典核球成分通常被认为是主并合事件的一个标志。事实上，中科院国家天文台的研究人员于1998年首次发现了围绕NGC5907的一个环状结构。而十年后更深度的观测揭示，在它的晕中存在更为复杂的巨大的恒星流结构。由6位科学家组成的国际合作小组假设NGC 5907是由两个相似大小的星系在80亿到90亿年前并合而成，利用百万粒子的高精度多体流体数值模拟，他们成功再现了这个星系的形成过程，并发现这些巨大的恒星环实际上是两个星系在这次碰撞后留下的遗迹。此前的研究认为，这个包围在NGC5907周围大约15万光年的恒星环，是一个非常小的卫星星系被主星系俘获后受到潮汐剥离，导致其外围恒星散落而形成的。而这项新的数值模拟研究排除了质量小于主星系十二分之一的卫星星系的可能性。研究同时表明，形成NGC5907和恒星环的前身星系是非常富气体的，气体比例至少是60%。有趣的是，这个新的假说是可以被证伪的。因为它预测了其他更大，但更暗的恒星环的存在。如果正确，这些恒星环在不久的将来应该可以被观测到。今年恰逢中国龙年，这一中法合作结果有可能在年内得到观测检验。本数值模拟使用了巴黎天文台计算中心的32核与196核的计算机以及北京国家天文台680核的每秒5万亿次的GPU超级计算机。树结构的多体流体数值模拟植入了恒星形成过程、气体冷却以及其他物理过程。（韦伊）