天体物理学家揭示为什么当星系碰撞时会形成星系形成的激增

天体物理学家对典型的星系合并进行了计算机模拟,显示碰撞改变了星系银河系气体湍流的性质,导致恒星形成的激增。 /

利用最先进的计算机模拟技术,法国天体物理学家团队首次解释了一个长期存在的谜题:当星系碰撞时,为什么会形成恒星形成(所谓的“星爆”)。由法国巴黎附近的AIM研究所的Florent Renaud领导的科学家在一封致皇家天文学会月刊通告的信中公布了他们的结果。

当星系内的气体变得密集到足以塌陷时,恒星就形成了,通常在引力的作用下。然而,当星系合并时,这会增加它们随机产生的气体产生漩涡,这应该阻碍气体的坍塌。直观地说,这种湍流应该减慢甚至关闭恒星的形成,但事实上天文学家观察到的是相反的情况。

新的模拟使用欧洲最强大的两台超级计算机。这个团队模仿了我们自己的银河系和两个相互碰撞的天线星系(见这些物体的哈勃太空望远镜图像)。

对于银河系星系,天体物理学家在超级计算机居里上使用了1200万小时,运行时间为12个月,以模拟30万光年的情况。对于Antennae型系统,科学家们使用超级计算机SuperMUC覆盖60万光年。这一次他们需要8个月的时间计算800万小时的时间。有了这些庞大的计算资源,团队能够对系统进行非常详细的建模,调查的细节只是光年的一小部分。

通过模拟Antennae碰撞和合并对材料质量的影响,比之前尝试的任何事物都要少1000倍,并将其与银河系模型进行比较,Florent和他的团队能够证明碰撞改变了银河系气体湍流的性质。气体进入压缩更可能的状态,而不是旋转。所以当两个星系碰撞时,这会产生过多的密集气体,这些气体会塌陷成恒星 - 而且这两个星系都会经历星爆。

Florent的评论:“这是我们对恒星形成的理解方面向前迈出的一大步,只有计算能力类似的重大和并行进步才能实现。这些系统正在帮助我们更详细地解开星系及其内容的性质,帮助天文学家慢慢地完成它们的完整历史。“

发表:Florent Renaud等人,“由星际潮汐和星际压缩性湍流引发的星暴”,MNRAS(2014年7月21日)442(1):L33-L37; doi:10.1093 / mnrasl / slu050

PDF研究副本:由星系间潮汐和星际压缩湍流引发的星爆

来源:皇家天文学会

图片:F. Renaud / CEA-Sap。