确定银河系的形状很困难。如此困难,以至于直到上个世纪我们才知道银河系只是数十亿个星系中的一个。因此,尽管我们拥有所有现代望远镜和航天器,我们仍在绘制银河系的形状,这并不奇怪。更有趣的发现之一是银河系是扭曲的。对此的一种解释是,我们的星系发生了碰撞,但发布在arXiv预印本服务器上的一项新研究认为,这是由暗物质引起的。

银河系的圆盘是扭曲的这是因为它的暗物质晕是倾斜的吗

第一个证明银河系不是纯粹的扁平圆盘的证据来自盖亚宇宙飞船。它绘制了超过十亿颗恒星的位置和运动图,从中我们对星系的外部结构有了一些了解。一方面,银河系似乎比我们想象的向外延伸得更多,而且边缘似乎有一个波纹结构。进一步的分析还显示银盘外缘存在扭曲。

普遍的共识是,这些是由古代星系碰撞引起的,例如大约60亿年前与人马座矮星系的碰撞。相反,这项新研究认为,像我们这样的扭曲星系是由倾斜的暗物质光环造成的。

我们知道,大多数星系,包括我们自己的星系,都被巨大的暗物质光环包围着。星系中的大部分质量都包含在这个光晕中,因此光晕会随着时间的推移影响星系的结构。如果光晕相对于星系平面倾斜,光晕的引力效应可能会使银盘倾斜。问题是,这是否足够重要或普遍,足以导致我们在银河系中看到的结构。

作者首先查看IllustrisTNG模拟的TNG50运行数据。这些是银河演化的超级计算机模拟,包括宇宙演化和暗物质以及详细的磁流体动力学相互作用。

根据这些数据,作者表明,暗物质晕的内部区域可以相对于银河平面显着倾斜,并且这些倾斜可能是由星系碰撞和星系之间的近距离碰撞造成的。光晕的方向可以持续数十亿年,这足以引起银河系扭曲。

然后,该团队在TNG50模拟中观察了一个原型星系,其大小和年龄与银河系相似,包括一个名为暗物质晕的星系。基于60亿年的模拟演化,最终结果显示了观测到的银河系与模型星系之间的显着相似之处。

天文学家已经观察到其他具有扭曲平面的星系,并且有证据表明宇宙中多达一半的螺旋星系都存在一定程度的扭曲。这表明星系与其扭曲光环之间长期且共同的引力相互作用的影响。当然,这只是一项研究,因此还需要进一步的观测和模拟来了解有多少个星系(例如银河系)演化的细节。