毕星团被破坏的潮汐尾似乎预示着银河系的暗物质结构

欧洲航空局的盖亚卫星发现距离太阳140光年的毕星团,正因银河系内大而重却看不见的结构所产生的引力影响而被破坏。这将提供暗物质的细微结构〈银河系形成后所留下来的〉,可能遍布在银河系中的证据,其引力将对靠近它的物体造成显著的影响。这是欧洲航空局和ESO的科学家利用来自盖亚EDR3和DR2的观测资料,研究邻近星团如何融入银河系背景的恒星中时意外发现的。

毕星团和它的潮汐尾。
毕星团和它的潮汐尾。

团队选择邻近太阳的毕星团,是位于金牛座头部的V字亮星,很容易观赏。除了容易观赏的亮星外,望远镜发现数百颗黯淡的星,呈宽度约60光年的球状分布。

星团会自然失去恒星,因星团内恒星会受彼此的引力拉扯,而持续的拉力作用会稍微改变恒星速度,使某些恒星移动到星团的边缘。在星团边缘的恒星,受星团引力较小,易受银河系引力影响(潮汐力)被拉出星团外,而在其前后形成两条长尾巴。这就是潮汐尾,在星系碰撞的交互作中已被广泛研究,但最近才在邻近的疏散星团中被观察到。

侦测潮汐尾,要看恒星的运动是否和星团类似。盖亚可精准的测量银河系内超过数十亿颗的恒星的距离和运动,这是寻找星团潮汐尾最重要的两个量。较早的研究仅寻找恒星运动与星团运动符合的恒星,而这将排除在6到7亿年前离开星团,因此目前绕转不同轨道的星体。

科学家利用电脑模拟,研究在数亿年间离开星团的恒星,其在银河系中可能遇到的各种扰动。并把模拟和观测比较,来得到毕星团的潮汐尾,并在盖亚观测的资料中找到数千颗原先属于此星团的恒星。这些恒星在银河系中形成,横跨了数千光年的巨大潮汐尾。

令科学家感到惊讶的是,位于星团后方的潮汐尾似乎有恒星不见。藉由模拟天文学家发现,如果潮汐尾曾经和一个千万太阳质量的物体相撞,可产生观测看到的现象。因为四周没有观测到够重的分子云或是星团,假如未来都没有观测到相关的目标,此物体可能是小的暗物质晕。藉由盖亚的观测,可帮助天文学家了解星系中看不见的暗物质结构。未来天文学家将把这个方法延伸应用到其他更远的星团。

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