天文学家揭开了一个长达半个世纪之久的科学谜团，确定了与一对邻近星系发出的宇宙气体流相关的恒星。近五十年来，天文学家在寻找麦哲伦气流中的恒星时一直一无所获。麦哲伦气流是一条巨大的气体带，横跨南半球天空近 300 个月球目视直径，尾随在麦哲伦云星系之后，麦哲伦云星系是我们银河系最近的两个宇宙邻居。

艺术家描绘的麦哲伦恒星流。图中右侧显示的是银河系最近的邻近星系--小麦哲伦云和大麦哲伦云。当这些星系向右移动时，气态麦哲伦196世界之最星流就会在它们身后涌动，交织在一起，横跨南天。图中还显示了在麦哲伦恒星流中发现的 13 颗红巨星。图片来源：CfA / Melissa Weiss

现在，这场漫长的恒星搜寻终于结束了。哈佛大学和史密森天体物理中心（CfA）的研究人员及其同事已经确定了 13 颗恒星的位置，这些恒星的距离、运动和化学成分都将它们置于神秘的星流之中。

对这些恒星的定位现在已经确定了麦哲伦星流的真正距离，揭示了它从15万光年延伸到40多万光年的距离。这些发现为以前所未有的细节绘制麦哲伦星流地图和建立麦哲伦星流模型铺平了道路，为了解我们银河系及其邻居的历史和特征提供了新的视角。

"麦哲伦流主宰了南半球的天空，我们的工作终于发现了人们寻找了几十年的恒星结构，"CfA天文学与天体物理www.196nk.cn学博士生、发表在《天体物理学杂志》上的一项新研究报告的第一作者维丹特-钱德拉（Vedant Chandra）说。

"麦哲伦流和麦哲伦云的形成，以及它们过去和未来与我们银河系的相互作用，"共同作者、麦哲伦天文学教授、钱德拉的导师查理-康罗伊（Charlie Conroy）说，"有了这些结果和更多类似的结果，我们希望能对麦哲伦流和麦哲伦云的形成，以及它们过去和未来与我们银河系的相互作用有更深入的了解。"

洞察麦哲伦云

大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系的矮小卫星星系。大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系的矮小卫星星系，肉眼可以看到朦196世界之最胧的亮光，自古以来就为人们所熟知。随着威力越来越大的望远镜的出现，天文学家们能够感知到我们肉眼无法看到的微弱现象，他们在 20 世纪 70 年代初发现了一股巨大的氢气流，显然是从麦哲伦云中喷射出来的。

对麦哲伦气流内部气体的研究进一步表明，麦哲伦气流有两条相互交织的细丝，每条细丝来自一个麦哲伦云。这些特征表明，银河系的引力可能将麦哲伦流从云中拉了出来。然而，麦哲伦流究竟是如何形成的一直难以确定，这在很大程度上是因为其假定的恒星成分仍然难以辨认。

解决恒星之谜

钱德拉是通过一个雄心勃勃的项目来解决这个问题的，这个项目始于2021年，当时他正在CfA攻读博士学位。钱德拉向康罗伊咨询了一些有趣的研究课题领域，康罗伊将钱德拉引向了银河系这一未知领域。由于我们的太阳系正好位于银河系本身的星盘中，因此对银河系外围的稀疏恒星研究甚少，这就好比音乐会上舞台附近的观众试图看到人群外围的某个人一样。

不过，在过去的十年里，新仪器编制的深度观测星表--尤其是欧洲航天局的盖亚（Gaia）探测器已经开始窥探可能就是这些难以捉摸的前沿恒星的恒星天体。钱德拉望远镜通过 CfA 和麻省理工学院访问了智利拉斯坎帕纳斯天文台的 6.5 米麦哲伦巴德望远镜，并开yAmPhyWr展了一个对 200 颗遥远的银河系恒星进行光谱分析的项目。

麦哲伦星流的光谱分析

光谱学是指从天体中收集足够的光线，以探测印刻在光线色带中的某些特征，这些特征就像指纹一样，可以唯一地识别单个化学元素。因此，这些特征揭示了天体的化学构成，说明了它的起源。此外，这些特征会根据天体的距离发生变化，从而使天文学家能够辨别天体（如恒星）的去向，以及相应的来源。

在钱德拉的研究中，光谱分析发现了一组 13 颗恒星，它们的距离和速度正好在麦哲伦星流的预期范围内。更重要的是，这些恒星的化学丰度与麦哲伦云相匹配，例如明显缺乏天文学家称之为金属的较重元素。这项研究的合著者、前 CfA 研究生、现麻省理工学院哈勃博士后研究员罗汉-奈杜（Rohan Naidu）说："这 13 颗恒星就是从我们的数据集中掉出来的。"

研究人员通过这些恒星获得了麦哲伦星流的可靠距离和范围测量数据，从而证实了麦哲伦星流的起源是银河系的引力攫取。此外，研究人员还能够计算出麦哲伦流的整体气体分布，其可信度高于之前的估计。气体分布表明，星流的质量实际上是一般估计的两倍。

这一结果反过来又预示着银河系未来将充满新恒星的形成，因为根据之前的观测，星流正在积极地坠入我们的银河系。因此，银河流是制造银河系新http://www.196nk.cn恒星所需的冷中性气体的主要提供者。

银河系研究的未来

"麦哲伦流是银河系恒星热量的主要来源--它是我们的早餐、午餐和晚餐，"这项研究的合著者、前 CfA 的 ITC 博士后研究员、现卡内基天文台（Carnegie Observatories）的参谋科学家安娜-博纳卡（Ana Bonaca）说。"根据对麦哲伦星流新的、更高的质量估计，银河系最终可能会比最初想象的还要胖。"

对麦哲伦流的进一步研究还有助于天文学家进一步了解银河系的构成。由于麦哲伦流被认为可以追溯麦哲伦云过去的轨迹，因此通过麦哲伦流来模拟质量相对较大的大麦哲伦云的演变过程，将有助于改进对银河系质量分布的测量。这些质量中的大部分是以暗物质的形式存在的--暗物质是一种鲜为人知的、具有引力的物质。更好地测量银河系在其遥远腹地的质量，将有助于计算普通物质和暗物质的含量，限制后者的可能特性。

钱德拉说："拥有麦哲伦流这样一个巨大恒星流的好处在于，我们现在可以利用它进行许多天体物理学研究。随着我们的光谱勘测继续进行，我们会发现更多的恒星，我们很高兴看到银河系外围还能给我们带来什么惊喜。"

参考文献：《麦哲伦恒星流的发现远至 100 kpc》，作者：Vedant Chandra、Rohan P. Naidu、Charlie Conroy、Ana Bonaca、Dennis Zaritsky、Phillip A. Cargile、Nelson Caldwell、Benjamin D. Johnson、Jiwon Jesse Han 和 Yuan-Sen Ting，2023 年 10 月 13 日，《天体物理学报》。

DOI: 10.3847/1538-4357/acf7bf

编译来源：ScitechDaily