欧洲空间局的Gaia任务发现了一个不寻常的星系家族,这个家族中的星星们都急于离开家园——这一发现得益于这颗专门进行星际调查的航天器,同时也是迄今为止发现的独特星系家族。

在银河系中,星星通常以家族的形式形成,相似的星星大致在同一时间和地点诞生。随着它们准备好离巢,星星们会向更广阔的银河系迁移。虽然较小的星系可能会完全散去,但大型家族的兄弟姐妹通常会以相似的方式移动,并大致一起旅行。

通过Gaia,我们观察到了许多星系家族,发现了跨越银河的星星串,并且这些星星在数十亿年间保持完整。我们还绘制了古老的星流图,这些星流共同构成了银河系的早期结构,并编制了我们宇宙家园的星际“家庭画像”。通过研究星系家族,我们不仅可以拼凑出星星本身的特征和行为,还能了解我们的银河系整体是如何演化的。

一个与众不同的家族

利用Gaia的数据,科学家们发现了一个与众不同的星系家族:一个由超过1000颗年轻星星组成的庞大家族,表现出异常的行为。尽管其规模庞大,这个名为Ophion的家族将在创纪录的时间内完全散去,只留下空巢。

“Ophion充满了将以完全无序的方式冲出银河的星星,这与我们对如此庞大家族的期望大相径庭,”来自美国西华盛顿大学的首席作者Dylan Huson表示。“更重要的是,这种情况将在通常需要如此大型家族散开的时间的一小部分内发生。这是我们所见过的任何星系家族所没有的。”

新的模型

为了寻找Ophion,Dylan及其同事开发了一种新模型,旨在探索Gaia丰富的光谱数据,以了解距离太阳相对较近的年轻低质量星星。他们将名为Gaia Net的模型应用于Gaia数据发布3中释放的数亿个星光谱,并将搜索范围缩小至年龄在2000万年以下的“年轻”星星——于是Ophion显现了出来。

“这是第一次能够使用这样的模型来研究年轻星星,因为需要巨大的数量和高质量的光谱观测来实现这一点,”欧洲空间局Gaia项目科学家Johannes Sahlmann补充道。“能够可靠地同时测量大量年轻星星的参数仍然相对新颖。这种大规模观测是Gaia真正前所未有的成就之一。”

“另一个成就是Gaia任务通过其开放数据政策创造了新的合作与跨学科科学机会。Ophion发现团队的几名成员是计算机科学的本科生和研究生,他们利用Gaia数据创新并开发了新方法,从而为银河系的星星提供了新的见解。”

解开谜团

问题仍然存在:Ophion为何表现得如此异常?

科学家们讨论了几种可能性。这个星系家族位于距离地球约650光年的地方,附近有一些其他庞大的年轻星星聚集;这些巨大的邻居之间的能量事件和相互作用可能在多年来影响了Ophion。

还有迹象表明这里曾发生过超新星爆炸。这些超新星爆发可能将物质从Ophion中扫走,导致其星星比以前移动得更加迅速和不规律。

“我们不知道这个星系家族究竟发生了什么,导致它以这种方式表现,因为我们之前没有发现过类似的情况。这是一个谜,”来自美国北佛罗里达大学的合著者Marina Kounkel表示。

“令人兴奋的是,这改变了我们对星系群体的看法,以及寻找它们的方法。以往的方法通过将运动相似的星星聚集在一起识别家族,但Ophion可能会从这个网中滑脱。如果没有Gaia提供的庞大高质量数据集,以及我们现在可以用来深入挖掘的新模型,我们可能会错过星际谜题中的一个重要部分。”

经过十多年的天空绘制,Gaia于3月停止观测。这标志着航天器操作的结束——但这仅仅是科学的开始。预计未来几年将会有更多发现,以及Gaia的最大数据发布(数据发布4计划于2026年底进行,Gaia遗产数据发布计划在2030年底之前发布)。

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