学生发现三个星系可能揭开一个谜团__财经头条_

由朱利安夏皮罗利用斯隆数字巡天、超广角主焦点相机遗产档案／日本国立天文台以及加拿大－法国－夏威夷望远镜／科鲁姆的图像合成的三幅可能的背溅矮星系复合图像。

一位高中生在升入大学后，能有三个星系以他的名字命名的情况并不多见，尤其是这些星系还打破了恒星形成的基本规律。目前就读于加州大学伯克利分校的天体物理学专业学生朱利安夏皮罗，在高中时期进行研究时，发现了位于大型螺旋星系M101附近的奇特矮星系。这些星系如今被命名为夏皮罗I、II和III。在此过程中，他成为众多对天体物理研究感兴趣的学生们的榜样。

我希望我的工作能为有志于从事天体物理学研究的青少年提供启发，夏皮罗表示，目前，学校课程对天文学的介绍往往较为有限，学生难以获得专业指导，也缺乏在该领域积累实践经验的机会。本文表明，公开的天文望远镜存档数据是推动宇宙学认知进步、深化我们对宇宙演化理解的重要工具，同时也证明，青年天文学家完全有能力利用这些资源取得新的科学发现。

在加州大学伯克利分校，沙皮罗隶属于天体物理学家亚历克谢菲利彭科领导的研究小组，从事宇宙学测量相关研究，该研究对哈勃常数的定义产生了不同理解。他还将基于本科阶段的学习经历，继续开展其沙皮罗星系课题的后续工作。朱利安在高中阶段就开展了相当深入的研究工作，这极为罕见，他也因此荣获享有盛誉的大卫森奖学金。菲利彭科表示，我非常荣幸他选择加州大学伯克利分校攻读天体物理学本科，并特别高兴他决定加入我的研究团队。

深入探索矮星系

那么，为什么要研究矮星系呢？原来，它们是宇宙中星系演化的重要组成部分。矮星系正如你所预料的那样，是一些小型星系，包含的恒星数量从一千颗到数十亿颗不等。它们有不同的类型和形状，包括矮椭圆星系、矮球状星系、不规则形状的星系以及微小的螺旋星系。天文学家认为，它们是在星系碰撞过程中形成的，当两个较大的星系物质被甩出到星际空间并聚集时，就会形成矮星系。

矮星系既存在于孤立状态，也作为更大星系如我们银河系的卫星存在。在孤立状态下，这些星系本应持续形成恒星，因为没有大星系会剥离其星形成气体，但我不经发现的这些星系打破了这一规律。我的论文提出，它们可能是首批被解析的回溅星系候选者，即曾经近距离经过大型邻近星系，因压力而失去气体，随后被抛射出去的星系。

这些星系后退的星系在宇宙中应该是相当常见的，但在我们的本地邻域找到它们却很困难。它们是由λ冷暗物质宇宙学模型预测的，该模型表明它们不应该非常稀少。然而，这里出现了三个沙皮罗星系，它们很少进行恒星形成。主要的问题是：为什么它们没有产生更多的恒星？沙皮罗通过模拟得出结论，这三个星系之外的某种因素对它们产生了影响，导致了低恒星形成率。

弄清细节

像夏皮罗三号星系这样的星系，孤立地存在于富含恒星形成气体的区域中。而那些已停止形成恒星的矮星系（天文学家称之为熄火）则通常位于星系密度更高的环境中，或围绕更大的主星系运行。矮星系与其较大伴星系之间的相互作用会剥离其恒星形成所必需的气体。这解释了为何邻近其他星系的矮星系恒星形成活动普遍微弱。

这些面板展示了银河系的三个超微弱矮星系。这类星系是研究早期宇宙环境的重要探针，尽管它们（与夏皮罗星系类似）存在于相对较近的宇宙时期。图片版权：DECaLSDESILegacyImagingSurveysLBNLDOE与KPNOCTIONOIRLabNSFAURA

三个矮星系沙皮罗发现存在一个谜题：它们既孤立又被抑制。那么这是怎么回事呢？沙皮罗的解释基于他的模拟和观测工作，提出了矮星系与某个更大的星系之间的相互作用，可能是M101。他提出，沙皮罗三号穿过梅西耶101（即螺旋星系）的引力井。如果这种情况发生，那么碰撞和相互作用产生的冲击剥离了它们的星系形成气体。不仅如此，这种相互作用将它们抛入星际空间。其中一个矮星系，沙皮罗矮星系二号，距离螺旋星系NGC5585足够近，它可能是该星系的卫星，而不是与M101相互作用的参与者。

沙皮罗花费了大量时间估算距离，以确定这些矮星系是否真正处于孤立状态。如果它们确实是孤立的，那么关于它们通过星系相互作用而形成并停止恒星形成的假说，将有助于发现其他类似类型的天体。沙皮罗的论文聚焦于如何基于未来观测——尤其是利用下一代天文观测设备——来确定这类星系出现的频率。构建用于探测这些星系、开发建模与分析代码，并将分析结果与当前宇宙学模型进行比对所必需的基础知识，是一项挑战。他说道，我很幸运，该领域许多权威期刊均可免费获取，这帮助我掌握了所需的技术方法和背景知识。

他希望高分辨率空间望远镜的后续观测能够精确测定矮星系的具体位置，以判断它们是否可能是回溅星系。此外，他预计新的薇拉C鲁宾天文台将揭示许多类似他所发现的潜在回溅星系。