一組天文學家通過人工神經網絡模擬環繞銀河系狀星系運行的球狀星團，利用數據和軟體模擬出的銀河系的五次星系合併。利用這些信息，天文學家們正在計劃建立一個「家族樹」來描述銀河系的碰撞歷史。
銀河系在其漫長的壽命中與其他多個星系相撞合併，但拼湊其歷史卻是一項艱巨的任務。
一項對環繞銀河系的密集星團的新分析為我們提供了最完整的銀河合併歷史。在這些數據中，有110億年前發生的一個未知合併事件，它完全改變了我們銀河系的形狀。天文學家將這個歸於銀河系的星系命名為克拉肯星系。
有爭議的星團叫做球狀星團，通常被認為是早期宇宙的「化石」。球狀星團非常密集，大約由10萬到100萬顆古老的恆星組成，有些恆星的壽命幾乎和宇宙本身一樣古老。在任何球狀星團中，它的所有恆星都從同一氣體雲中同時形成，這意味著我們可以利用它們的化學成分來確定它們的起源。
但這只是謎題的一部分。銀河系大約有150個球狀星團，我們可以算出並重建它們的軌道運動，它們的當前形狀（有些撕裂成長長的星流），也有助於拼湊它們的來源。
這就是一組天文學家現在所做的，他們用人工神經網絡來模擬圍繞類銀河系的球狀星團。這些模擬叫做E-MOSAICS，可以模擬球狀星團從形成到演化到破壞的整個壽命。
德國海德堡大學的天文學家迪德裡克·克魯伊森說：「將球狀星團的特性與其宿主星系合併歷史聯繫起來的挑戰一直存在，星系組裝是一個極其混亂的過程，在此過程中，球狀星團的軌道將完全重新洗牌。」
「我們在模擬實驗中對算法進行了數萬次測試，並驚訝於它能僅使用球狀星系群，就能夠準確地重建模擬星系的合併歷史。」
下一步是為軟體提供真實數據。近年來，蓋亞衛星一直努力在在時空中繪製高精度和細節的銀河系地圖。這給了我們有關星系物體位置和運動最準確的數據，也讓我們發現了銀河系有趣的奧秘。
利用蓋亞數據，研究小組根據球狀星團的軌道運動對其進行了分組。這是因為銀河系周圍軌道相似的星團被認為來自同一地方。也就是說，銀河系在過去的某個時刻就存在了。
（克魯伊森等人，皇家天文學會月報，2020年）
這些數據由團隊的軟體處理後，結果與五次星系碰撞非常吻合。
其中四個星系都是已知的：蓋亞恩科拉多斯星系，也叫蓋亞香腸，大約在90億年前被銀河系吞噬；赫爾米星流，來自大約100億年前的合併；紅杉星系，大約90億年前與銀河系合併；還有射手座矮星系，它曾多次穿過銀河係數十億年。
第五個事件是由最近發現的一組「低能量」球狀星團拼湊而成的。根據該軟體的分析，這些星團與該研究小組稱作克拉肯星系的碰撞相匹配，雖然該屬性以前未知但卻是極為重要的存在。
克魯伊森說：「與克拉肯的碰撞一定是銀河系有史以來最重要的合併。」
「以前，人們認為最大的碰撞事件發生是和90億年前的蓋亞恩科拉多斯星系（又蓋亞香腸）相撞。然而，與克拉肯的合併發生在110億年前，當時銀河系的重量減輕了四倍。因此，與克拉肯的碰撞一定真正改變了銀河系當時的樣子。」
利用這些信息，研究小組整理了一份「家族樹」，描述了銀河系最新的碰撞歷史——與包含1億顆恆星的星系發生了五次重大碰撞，這些碰撞發生在60億至110億年前；還有大約15項較小的與包含超過1000萬顆恆星的星系合併的事件。
這份「家族樹」應該成為持續和未來的努力的基礎，以了解改變銀河歷史的史詩事件。
克魯伊森說：「現已鑑定出五個以上的原始星系碎片，藉助已有的望遠鏡和即將推出的望遠鏡，應該有可能找到所有的星系。」
該研究已發表在《皇家天文學會月刊》上
作者: MICHELLE STARR
FY: 小蜜蜂
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