| 词条 | 星流 |
| 释义 | 星流星流(Stellar Stream)是沿着一条狭长轨道围绕星系运动，由众多恒星组成的链状结构，是球状星团或者矮星系受到星系引力的巨大潮汐作用而逐渐变形、瓦解、撕裂形成的。截至2007年，已经在银河系中发现了十余个星流，由几千到几亿颗恒星组成，跨度从数万光年到数百万光年不等。一个典型的星流是1994年发现的人马座星流，包含了大约1亿颗恒星，跨度超过100万光年，发源于人马座矮椭圆星系。对星流中恒星的速度、位置的分析能够给出其起源的信息。随着时间的推移，这些星流会逐渐被银河系吸收。对星流的研究表明银河系在形成过程中吸积和吞并了众多矮星系，改变了对传统星系形成理论的认识。星流还为研究星系中暗物质的分布提供了有效的途径。 银河系星流银河系的战俘小星系一旦靠近巨星系，就会受到强大的引力潮汐作用，逐渐扭曲、瓦解，并被拉成纤细而壮观的星流。 发现这些星际移民，需要一双锐利的眼睛。从理论上说，这些恒星会排成长长的一串(也就是星流，stream)，从而暴露自己的行踪，就像拥挤舞池中的康加舞队一样(康加舞起源于拉丁美洲，舞者会排成一个长队一起舞蹈)。 逆流追溯，有些星流会通向球状星团或者银河系的某个卫星星系——那里大概是星流中恒星的发源地，有些星流则通往那些发源地如今仅存的遗迹。但实际上，由于“土著居民”相对均匀地分布在银河系中，星流几乎无法从点点繁星中突显出来，也就很难被人发现。 为了克服这一难题，最近许多研究人员都采用了“匹配过滤”技术(matched-filter technique)，这是第二次世界大战时期开发出来的技术，当时被用来获得来犯敌机的清晰影像。只要知道了土著恒星和“星际移民”的大致形态，这项技术就能过滤掉前者，让星流显现出来。 本文作者之一伊巴塔及同事在1994年发现的人马座星流，可能是最令人印象深刻的已知星流。这条星流宛如一串巨大的恒星项链，环绕在银河系周围。它的跨度超过100万光年，包含了大约1亿颗恒星，一直连接到人马座矮椭圆星系(Sagittarius dwarf elliptical galaxy，“矮”是指星系规模很小，“椭圆”是指星系形状呈椭球状)。银河系周围与它类似的小星系共有15~20个，它们就像卫星绕着行星一样围绕银河系旋转(因此又被称为卫星星系)。这些卫星星系大小不等，既有质量约为银河系十分之一的大麦哲伦云(Large Magellanic Cloud)，也有质量为银河系百分之一的人马座矮星系，甚至还有质量仅有银河系百万分之一的暗弱星系。 居住在银河系附近可不是一件舒服的事情。这些小星系会逐渐变形，并被最终瓦解。人马座矮星系已经垂死挣扎了几十亿年，现已经走向瓦解。它的恒星将散落在整个银河系中，现在这样的星流也会逐渐消失，未来的天文学家将很难把它们与银河系的土著恒星区分开来。其他几个小星系也正在被银河系肢解，有些现在只剩下了一条星流。大麦哲伦云则代表了另一类较为少见的现象——银河系从那里夺走的是气体，而不是恒星。 星系瓦解背后的机制是引力的潮汐作用，这是我们非常熟悉的，同样的机制在地球上产生了海洋的潮起潮落。一个天体的不同部分经受不同的引力作用时，潮汐力就会产生。 月球对地球朝向它的一面所施加的引力，比对背向它的一面施加的引力更大。两个力之间的差异尽管很小，不足以扯碎地球，却足以让海洋微微隆起。随着两个天体的相互绕转，海洋的隆起部位也会跟着转动，使地球上某一地点的海平面出现周期性的抬升或降低。与此类似，银河系也会在卫星星系或星团的一侧，施加比另一侧更大的引力作用，使它们扭曲变形。 在这样的作用下，卫星星系或星团中的恒星会逐渐被银河系拖走(见下图所示)。久而久之，卫星星系失去的恒星就会越来越多。这些恒星像面包上掉落的面包屑一般，在卫星星系的前后形成了长长的尾巴。 星流的探测星流会被银河系逐渐吸收，最终化为无形。然而恒星运动的微妙线索，却能在茫茫星海之中，找到这些“星际移民”的蛛丝马迹。 人马座矮星系等卫星星系在银河系的构建过程中做出过贡献。这些发现彻底改变了天文学家原先对星系形成的理论认识：他们曾经认为，所有的星系都直接起源于原始宇宙中几乎察觉不到的物质密度涨落(天文学家观测证实，早期宇宙各处的物质密度几乎相同，仅有大约万分之三的差异)，其后便经历了早期的雪崩式生长，很快演化成现在这副模样。 现在，基于对星流的观测，研究人员普遍认为，只有质量不超过10亿倍太阳的矮星系经历了这样的快速形成过程；像银河系这样质量相当于千亿颗太阳的大型星系，则是后来通过吸积和吞并矮星系而逐渐形成的。这种吞并过程一直持续至今，不过强度已大不如前。 银河系吞噬近邻星系的过程被天文学家抓了个正着，他们又提出了更加深入的问题：这些古老的星系“建筑原料”具有什么样的化学组成？现在的大型星系中“星际移民”和“土著居民”的比例是多少？这些小星系带来的化学元素如何改变银河系早期的演化历史？ 这些星流就像化石一样，记录着星系构建的历史，除此之外，它们还能在探测暗物质方面大显身手(见下页短文)。 要弄清这些问题，天文学家不仅需要了解哪些恒星正在被银河系掠夺，还要知道哪些恒星是已经被俘虏过来的。研究人员遇到的困难在于，一旦外来的恒星和气体混入银河系，我们就无法通过特有的空间分布来识别它们。天文学家必须找到更微妙的线索，来追溯这些恒星的起源，例如它们的运动模式和化学组成上的一些难以抹去的固有特征。 我们都习惯用位置和速度来刻画物体的运动。但运动还有其他不同的特性，可以用诸如能量和角动量之类的物理量来描述。正如物体的空间位置能够用3个坐标来描述，因此被称为三维空间一样，我们也可以用位置加上动量(一共6个物理量)来描述物体的运动状态，这个抽象的六维空间被称为相空间(phase space)。 相空间的优点在于，与真实空间相比，恒星在相空间中的排列模式更有还原性(这里是指经历巨大变化之后恢复原状的能力)。尽管星系的吞并消化过程通常会破坏星流的空间结构，却无法抹去它们在相空间的整体结构[这就是统计力学中的一个重要原理——刘维定理(Liouville's theorem)]。 因此，通过测量能量、角动量和相空间中恒星随机样本的密度，研究人员就能识别出无法直接观测到的星群。它们是很久以前被银河系瓦解的卫星星系的魅影。几个研究小组，例如荷兰卡普坦天文研究所(Kapteyn Astronomical Institute，位于格罗宁根市)的阿明娜·希勒米(Amina Helmi)和美国华盛顿大学的克里斯·B·布鲁克(Chris B. Brook)各自领导的小组，已经用这项技术发现了一些被吞并的卫星星系的遗迹。 目前已被发现的遗迹都位于太阳系附近，因为现有设备还无法足够精确地测量更遥远恒星的三维运动。 银河系星流列表名称 来源 质量 大角星流 已被吞并的矮星系 不详 不详 缺乏重元素的老年恒星 1971 麦哲伦星流 大麦哲伦星系和小麦哲伦星系 2亿 1百万 氢气体 1972 人马座星流 人马座矮椭圆星系 1亿 1百万 各种不同的恒星 1994 珍珠星流 (Helmi) 已被吞并的矮星系 千万至亿 一些环绕银河的完整环圈 缺乏重元素的老年恒星 1999 帕罗马 5星流 球状星团帕罗马 5 5000 30,000 老年恒星 2001 室女座星流 已被吞并的矮星系 麒麟座环 大犬座矮星系 1亿 200,000 中等年龄的恒星 2002 反银心星流 已被吞并的矮星系 Unknown 30,000 Old stars 2006 NGC 5466星流 孤儿星流 大熊座矮星系 100,000 20,000 老年恒星 2006 阿格隆星流 哀号星流 忘川星流 斯提克斯星流 * Acheron，Cocytus，Lethe ，Styx 都是希腊神话中围绕冥界的冥河。 仙女座星系(M31)星流列表名称 来源 质量 M31 巨人星流 不详 不详 不详 不详 不详 仙女座东北星流 不详 不详 不详 不详 2004 西北潮汐星流 不详 不详 不详 不详 2009 西南潮汐星流 不详 不详 不详 不详 2009 九州 星流纪年星流纪年是九州大陆上最准确的绝对纪年方式。是根据“星相第零定律”，即 “星流溯源”确定的历法。历史的最初有一个诸星汇聚的奇点存在。 “星流逆算”燮朝建立前的八百三十四年，在当时，胤王朝的极盛时期，胤王召集了九州范围内所有种族的所有著名星相家，制定了“星流逆算”的项目。这个项目不是为了推算未来，却是为了反推过去的历史，综合历史文献和星相学典籍，在它们的矫正下从当前星空逆推回去，以推想过去的真实历史。 星相家们在穷推星空超过四千年以后，终于得到了一个可敬畏的结论──在远古的过去，四千三百多年前，所有的星辰汇聚在同一个空间点上！ 虽然现有的计算精度远无法把轨道推演精确到一个奇点，不过星相家们相信这个点被称为星流之源，也就是那个点的爆裂，造就了时间和空间，世界和历史。 星流纪年这个定律被确认的当天，星相家们中开始流传一种特殊的纪年方式，称为星流纪年。最初时间诞生的那一年为星流元年。这种纪年不随王朝更替而变化，只为了纪念该定律的发现。若干年后，星流纪年仅仅在星辰算家们中流传，却是九州大陆上最准确的绝对纪年方式。 |
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