天文学家通过数值模拟成功再现半人马A的形成过程
发布时间:
2020-10-29 16:33
修改时间:
2020-10-29 16:33
文章类别:
阅读次数:
2747

NGC 5128 是半人马座中最大的一个星系,又称为半人马座A(Centuraus A)。他是晚上天空中第五亮的星系,也是离地球最近的巨型椭圆星系,大约12000万光年,也是距离我们最近的最大的射电星系。

图1:半人马座A中心区观测,紫色是来自中心黑洞的喷流。 清楚的看到翘曲的尘埃盘。(图源自网络)

半人马座A有一个穿过中心的壮观尘埃带,其遮挡住了星系的核心区域。中性氢气体盘与尘埃盘存在一致很大的翘曲结构,并且翘曲是多折结构的。近年来深度成像观测发现在星系的外周区存在大量的恒星子结构,例如恒星壳,丝状结构等。同时,恒星年龄与球状星团年龄研究表明,大部分质量形成与100亿年以前,同时存在20-40亿年的年轻恒星成分。这些都揭示了半人马A复杂的恒星形成历史,同时表面并合过程在其演化过程中的重要作用。

对于半人马A的形成过程前人普遍认为有两种可能的形成过程。一种是椭圆星系通过吸积矮星系形成,另一种是两个大小相当的旋涡星系并合而成。但是都没有很好的模拟进行再现这一过程。

最近,由国家天文台王建岭领衔的国际研究团队,利用高级的流体动力学模拟,考虑恒星形成、气体的冷却以及负反馈的过程,利用两个大小相当的旋涡星系相互并合,成功再现了半人马A的形成过程。 这两个大小相当的旋涡星系在大约50亿年前发生了第一次碰撞,20亿年前两个星系的核心相互的并合。这次宏大的并合过程产生了大量的恒星子结构特征,例如,恒星壳,丝状的恒星流。同时产生了年轻的恒星,观测的动力学过程与观测很好的吻合,模拟过程产生的金属丰度特征与观测很好的符合。该研究成果已发表于《英国皇家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, MNRAS)杂志。论文详情:点击这里

成功的模拟半人马座A的形成过程表明,在过去的几十亿年内,近邻宇宙中仍然有巨型的椭圆星系在通过主并合的方式形成, 这也表面主并合过程在星系形成过程中占据这重要作用。

图2:左图是深度光学观测,揭示出在半人马A的周围存在大量的恒星子结构特征。右边两图给出两个大小相当的旋涡星系并合后形成的产物。

该研究所使用的数值模拟由国家天文科学数据中心搭建的HPC高性能计算集群完成。论文第一作者王建岭表示,国家天文科学数据中心集群使用方便,极大提升了天文科学数据处理的效率,为研究者们节省出更多的时间和精力投入到研究工作当中,助力产出更多更好的研究成果。

图3:作者在论文中致谢国家天文科学数据中心

 

NADC丨天文科研云平台

国家天文科学数据中心为科学研究提供天文科研云计算服务,包括云计算、高性能计算等多种天文数据处理与数值模拟计算环境,可支持各种不同规模的应用。目前中心拥有云计算资源2000核、云存储5PB,拥有高性能计算集群一套,共有1680个计算核、350TB的高速并行文件系统,实测计算性能可达60TFlops。了解更多详情请点击:https://nadc.china-vo.org/article/20200518151727

国家天文科学数据中心为天文观测设备和研究计划提供数据与技术服务

)
Yang Hanxi
(文章编辑:
我们使用cookies为您提供更好的体验。继续使用本网站,即表示您同意按照我们的Cookie 政策使用cookie。
接受