由澳洲研究中心ASTRO 3D 領導的國際研究小組報告說，年齡是改變恆星在星系內移動方式的驅動力。星系在誕生之初，其恆星的旋轉是有序的，但在某些星系中，恆星的運動卻比較隨機。到目前為止，科學家還不能確定造成這種情況的原因–可能是周圍環境，也可能是星系本身的質量。

最近發表在《英國皇家天文學會月刊》（MNRAS）上的一項新研究發現，最重要的因素並不是這些。研究表明，恆星的隨機運動趨勢主要是由星系的年齡所驅動的–隨著時間的推移，情況會變得一團糟。

第一作者、雪梨大學ASTRO 3D 研究員Scott Croom 教授說：”當我們進行分析時，我們發現年齡始終是最重要的參數，無論我們如何切片或切塊。一旦考慮到年齡因素，基本上就沒有環境趨勢了，質量也是如此。軌道都會更加隨機。

在SAMI 星系巡天觀測中觀測到的年輕星系（上圖）和老星系（下圖）的比較。左側面板是來自斯巴魯望遠鏡的常規光學影像。中間是來自SAMI 的旋轉速度圖（藍色朝向我們，紅色遠離我們）。右邊是測量隨機速度的地圖（顏色越紅，隨機速度越大）。兩個星系的總質量相同。頂部星系的平均年齡為20 億年，自轉速度高，隨機運動速度低。底部星系的平均年齡為125 億年，自轉速度較慢，隨機運動較大。來源：Hyper Suprime-Cam 斯巴魯戰略計劃

研究小組成員還包括麥考瑞大學、斯威本科技大學、西澳大利亞大學、澳洲國立大學、新南威爾斯大學、劍橋大學、昆士蘭大學和大韓民國延世大學的科學家。

先前的研究認為環境或品質是更重要的因素，這項研究更新了我們的認識。但第二作者Jesse van de Sande 博士說，先前的研究不一定是錯的。年輕的星係是恆星形成的超級工廠，而在年長的星系中，恆星形成已經停止。

「我們知道年齡受環境影響。如果一個星系處於高密度環境中，它往往會停止恆星的形成。因此，處於高密度環境中的星系平均年齡較大，」van de Sande 博士說。 “分析的重點是，不是生活在高密度環境中降低了他們的自旋能力，而是他們的年齡大了”。

回到我們自己的銀河系，它仍然有一個薄薄的恆星形成盤，因此仍然被認為是一個高自轉星系。 “但是，當我們仔細觀察銀河時，我們確實看到了一種叫做銀河厚盤的東西。”Croom教授說：”就光線而言，它並不占主導地位，但它確實存在，而且那些恆星看起來比較古老，很可能是在早期從薄盤中被加熱出來的，或者是在宇宙早期以更湍急的運動方式誕生的。

研究使用的數據來自SAMI 銀河巡天觀測。 SAMI 儀器由雪梨大學和盎格魯-澳洲天文台（現為Astralis）於2012 年製造。 SAMI使用的是位於新南威爾斯州庫納巴拉布蘭附近賽丁泉天文台的盎格魯澳洲望遠鏡。它已經勘測了3000 個星系的各種環境。

透過這項研究，天文學家在試圖了解星系形成的過程時，可以排除許多過程，從而對宇宙發展的模型進行微調。

銀河系研究的下一步將是開發更精細的星系演化模擬。

“要做好模擬的挑戰之一是需要高解析度來預測發生了什麼。”Croom教授說：”目前典型的模擬是基於質量相當於10 萬顆恆星的粒子，你無法解析星系盤中的小尺度結構。

雪梨大學赫克托星系巡天計畫將幫助克魯姆教授和他的團隊利用英澳望遠鏡上的新儀器擴大這項工作，負責人茱莉亞-布萊恩特（Julia Bryant）教授說：”赫克托正在觀測15000 個星系，但光譜分辨率更高，即使在質量低得多的星系中也能測量出星系的年齡和自旋，並能獲得更詳細的環境資訊。

ASTRO 3D主任Emma Ryan-Weber教授說：「這些發現回答了ASTRO 3D提出的一個關鍵問題：宇宙中的質量和角動量是如何演變的？SAMI 團隊的這項細緻工作揭示了星系的年齡決定了恆星的運作方式。

編譯來源：ScitechDaily