一个由60颗恒星组成的神秘星团可能只是另一个银河系星团,也可能是有史以来最小的星系之一。



你如何区分一个星系和一个纯粹的恒星团?这很容易,对吧?星系是数百万或数十亿颗恒星的集合,而星团只有一千颗左右。好吧,这种想法不会让你获得天文学博士学位!不过,说真的,星系和星团之间的界限并不总是很清楚。“UMa3/U1”就是一个很好的例子。

像仙女座星系和银河系这样的星系很容易区分。它们很大,受引力束缚,并由暗物质主导。也很容易区分像昴宿星团这样的星团。它们是没有暗物质的松散的恒星群。但是对于一种被称为超微弱矮星(UFD)的小矮星系来说,分界线变得模糊了。

不明飞行物主要由暗物质构成。例如,银河系的质量约85%是暗物质。然而,一个超微弱的矮星系可能拥有比发光物质多一千倍的暗物质。这就是为什么它们如此微弱。由于不明飞行物通常包含宇宙中一些最古老的恒星,天文学家喜欢研究它们以寻找星系起源的线索。这就引出了UMa3/U1。

甚至它的名字告诉我们有一个问题。事实上,如果这个物体是一个矮星系,那么它的名字应该是大熊座III,因为它是大熊星座中的一个卫星星系。如果它是一个古老的星团,那么它应该被命名为UNIONS 1,因为它是由紫外-近红外光学北方巡天(UNIONS)发现的。如果它是一个星系,那么它就是迄今为止发现的最小、最暗物质主导的星系。如果它是一个星团,那么它的年龄约为110亿年,是迄今为止发现的最古老的星团。

UMa3/U1非常小。它的直径只有20光年,只有大约60颗恒星,可见质量只有16个太阳。相比之下,昴宿星团的直径大致相同,但包含了1000多颗恒星和800个太阳质量。所以,UMa3/U1的真正问题是它是否由暗物质主导。

在最近的一项研究中,研究小组进行了几项测试,以区分星团和矮星系。他们的第一个方法是观察可见恒星的动力学,假设它是一个星团。根据它们已知的运动,研究小组模拟了恒星脱离需要多长时间,这一过程被称为蒸发。根据他们的模拟,这个星团可以再存在20 - 30亿年。这是估计的110亿年年龄的一小部分,这表明U1只是一个稳定的星团。

该团队应用的第二个测试是所谓的质量函数。这是星系团质量随距离变化的图。如果它是一个星团,那么质量应该更均匀地分布,但如果它是一个星系,恒星应该向中心聚集。这方面的数据不那么确凿。可见恒星的分布与星团模型相当吻合,但对于一个星系来说,中心恒星可能主要是白矮星和中子星,它们太暗了,无法用目前的观测来区分。

总的来说,证据倾向于UMa3/U1是一个星团,但研究小组指出,需要对其他UFD进行更多的观察才能得出结论。幸运的是,维拉鲁宾天文台等即将问世的望远镜将及时发现更多暗淡的矮星。

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