星系不是孤立的系统,而是通过多次合并而增长的系统,这一过程常被描述为宇宙级别的或银河级别的星系吞并。
西班牙的天体物理研究团队近期在宇宙演化领域取得了里程碑式的进展,通过定量研究证实了矮星系会定期吞噬更小的卫星系统,这一过程在天文学中被称为“宇宙同类相食”。该项研究成果于2026年2月正式发表在国际权威学术期刊《天文学与天体物理学》(Astronomy & Astrophysics, A&A)上,首次对矮星系发生此类合并事件的频率进行了精确的量化评估。这一发现不仅为理解宇宙结构的形成提供了关键证据,也进一步印证了标准宇宙学模型(Lambda-CDM)所预言的星系分级构建理论。
此次研究的核心数据依托于“恒星流遗产巡天”(Stellar Stream Legacy Survey, SSLS)国际合作项目,该项目主要利用“遗产影像巡天”(Legacy Imaging Survey)所获取的深度空间图像。在研究团队中,来自安达卢西亚天体物理研究所(IAA-CSIC,该机构被授予“塞韦罗·奥乔亚卓越中心”称号)的约安娜·D·萨科夫斯卡(Joanna D. Sakowska)发挥了领军作用。此外,阿拉贡宇宙物理研究中心(CEFCA)的大卫·马丁内斯·德尔加多(David Martínez Delgado)也是该研究的重要合著者,他自2008年以来一直负责哈瓦兰布雷天体物理天文台(OAJ)的运行工作。
研究人员针对红移值z~0.02范围内的约3100个近邻星系进行了系统性的普查,其中包括大约940个与银河系类似的星系。通过细致的观测,团队在矮星系周围成功识别出17例明显的吸积特征,这些特征具体表现为恒星流、壳层结构或不规则的恒星晕。在这些样本中,研究者明确辨认出11个具有壳层结构的系统、8个拥有不对称恒星晕的系统,以及1条极为显著的恒星流。这些实证数据表明,“星系吞噬”现象在宇宙中最小的星系系统中同样广泛存在,与现有的理论预测高度吻合。
成功量化小尺度下的星系合并频率,为科研人员校准宇宙学模拟提供了至关重要的经验数据。根据传统的星系形成理论,星系通过不断吸积周围的卫星系统而壮大,这一过程在大质量星系中较为常见,但在亮度极低的矮星系中探测这些微弱的合并遗迹长期以来一直是观测天文学的巨大挑战。得益于SSLS项目极高的观测灵敏度,研究团队在r波段达到了约每平方角秒29星等的极端表面亮度极限,从而揭示了这些隐藏在深空中的微弱信号。
这项研究的深远意义在于其为探索暗物质的本质开辟了新路径。暗物质作为一种不发光且不可见的物质,在矮星系的质量构成中占据主导地位,而恒星流的形态演化对暗物质晕的引力势场极其敏感。通过对新发现的恒星流进行形态学分析,研究证实其演化轨迹与特定的理论模型相契合,这使得暗物质研究能够从纯粹的计算机模拟转向基于真实观测结构的科学约束。展望未来,随着计划于2026年启动的LSST望远镜等新一代观测设备的投入使用,科学家有望捕捉到更加微弱的宇宙信号,从而在Lambda-CDM模型框架下进一步揭示宇宙的分级增长奥秘。