问与答:现在是时候重新思考银河系了! 地平线杂志

研究银河系的生态系统意味着什么?

认为它就像试图了解地球上的气候。 为此,您需要了解云物理,太阳辐射,海洋与大气的相互作用,人类的影响,碳循环等。 为了真正理解所有这些(共同)的工作方式,您需要具备许多互补的专业知识,我认为了解我们的银河系及其发展方式也是如此。

您已经描述了将银河系视为一个生态系统,将其视为天文学的“范式转变”。 我们现在如何研究家庭星系有什么问题?

如果您查看银河系的图像,则会看到这些黑暗的斑块阻挡了背景中的光线:这是由气体和灰尘组成的云的集合。 这些物体很大,可以在重力作用下收缩,变得更紧凑,最终形成单个恒星或星团。

到目前为止,恒星形成理论主要是孤立地看待这些云。 但是我们知道,在相对较短的时间范围内,每朵云的质量中只有一小部分被转化为恒星(并且发生这种情况)。 这意味着他们所经历的环境条件至关重要。

因此,在银河系中发生的大规模事件,确定您实际可以看到并找到这些云的地方,然后–在云中–您可以找到实际恒星,然后–在这些恒星形成区域–那里之间存在联系。行星系统形式。 涉及到许多复杂而复杂的反馈循环。

但是通常这些秤被认为是脱节的。 这种方法确实达到了极限。

关于银河系的主要科学问题是什么?

我们仍然还没有真正完全了解恒星是如何形成的,尤其是大质量恒星,以及它们如何与周围环境联系起来。 我们也有关于行星如何形成以及原行星盘如何形成的竞争理论。

还有一个有趣的问题,“银河系是否特别?” 如果将银河系与宇宙学模拟进行比较,似乎有迹象表明我们的历史特别无聊:与某些邻近星系没有灾难性的合并事件,卫星系统显然比您预期的要少,等等。

银河系特别无聊的想法,是否与至少一个宜居星球(即地球)已经能够在其中形成这一事实有关?

建立这种联系很困难。 行星系统的稳定性要比银河系整体小得多。 太阳系的直径为几个小时。 但是光在100,000年内从银河系的一端传播到另一端。

然而,在相互作用的星系中,您倾向于在更聚集的环境中形成恒星,而您倾向于以更猛烈的方式形成恒星。 当然,如果您以更紧凑的结构形成更多的恒星,则您将拥有更多的相互作用,这些相互作用会破坏原行星盘,这很可能会妨碍行星系统的长期稳定性。 因此,在密集的恒星团中,我们不会期望像我们这样的太阳系存在。

因此,可以建立某种关系,但只能在统计意义上。

您如何希望ECOGAL会改变我们对银河系的理解?

我们想对银河系中的恒星和行星形成进行一次普查,以及不同的环境条件如何影响这一过程。 例如,在银河系中心,密度要高得多,辐射场要强得多,湍流要比太阳街区多得多。 如果您在银河系磁盘中走得更远,它将变得更加无聊–密度降低,时间尺度更长,不会发生太多事情。 所有这些特性都会影响恒星诞生的特性。

另一个方面是真正理解这些反馈回路:恒星的辐射和风如何影响其环境? 标志着巨大恒星死亡的高能超新星爆炸如何对大银河系的气体动力学做出贡献? 还是在小规模上,宿主恒星的性质如何决定行星系统的诞生? 从某种意义上说,问题是银河生境如何影响行星的形成? 在足够长的时间范围内,您可以在哪里保持行星系统稳定以形成生命?

最后,我们想建立一个关于(银河系)如何演化的综合模型,并将其用作更遥远的宇宙中银河系的榜样。

“恒星形成不是很久以前发生的事情,(然后停止了)–宇宙充满了动力。”

德国海德堡大学Ralf Klessen教授

这种更全面的观点会对您进行研究的方式产生什么影响?

我们将真正看一下这些标度和这些反馈回路的联系,并试图从实际数据的观察以及从理论,计算的角度来理解它们。

这非常需要团队合作。 我的小组研究了整个银河系的理论模型,然后我们放大了各个恒星形成区域。 帕特里克·亨尼贝尔(Patrick Henebelle)(位于法国CEA巴黎-萨克勒(CEA))拍摄了单独的云层,并进一步放大到单独的恒星形成地点(以研究)原行星的增生盘。 这些量表中的每一个都与观察密切相关。 意大利INAF罗马的塞尔吉奥·莫利纳里(Sergio Molinari)研究了银河系和年轻恒星形成区中云的大规模分布。 位于加尔兴(德国)的欧洲南方天文台(ESO)的莱昂纳多·泰斯蒂(Leonardo Testi)研究了原恒星和原行星盘的分布,从而观察到了行星形成,恒星形成和恒星团形成之间的联系。

ESA的Gaia任务将通过分析十亿颗恒星来构建银河系的3D地图,并于12月3日发布新数据。 盖亚将如何提高我们的知识水平? 您会使用ECOGAL中的数据吗?

听起来有些奇怪,但是在天文学中要保持良好的距离非常困难。 对于星际介质(恒星之间的气体),这要困难得多(比恒星要困难)。 我们可以使用来自盖亚(Gaia)的信息,并将其与银河系建模中的距离估算值结合起来。 从这个意义上讲,Gaia对于帮助构建银河系中气体分布的三维图至关重要。

但是,因为它是一种光学仪器,所以盖亚(Gaia)不能真正深入地看到由年轻恒星簇形成的被包围的区域。 因此,红外或亚毫米的观测是我们的生计,就像由ESO在智利的Atacama大毫米/亚毫米阵列(ALMA)和其他射电望远镜所观察到的那样。

某人对银河系应该了解的最重要的事情是什么?

恒星形成不是很久以前发生的事情(然后停止了),而宇宙充满了动力。 恒星和新的行星系统无时无刻不在我们周围,在我们的银河系中诞生……这并不是一件永恒的事。

我发现这幅充满活力的宇宙图景非常引人入胜,而且我认为这也许不是很多人知道的一幅图景。 他们认为天堂是永恒不变的事物。 绝对不是这样。

This article – “问与答:现在是时候重新思考银河系了! 地平线杂志
” – was originally published in Horizon, the EU Research & Innovation magazine

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *