银河系边缘发现数十条暗淡恒星带，为破解暗物质分布提供新线索

4 月 6 日消息，天文学家借助欧洲空间局盖亚卫星任务的数据，在银河系外围发现了数十条暗淡的恒星带状结构。

研究人员表示，此次发现依托一款全新算法，让这类被称作“恒星流（stellar stream）”的已知候选天体数量增至原先的四倍以上。这一发现有望为探究银河系的演化历程及其暗物质分布情况提供全新线索。

据了解，恒星流是呈弧形延展的恒星条带，形成于致密星团穿越银河系引力场的过程中，星团不断抛射恒星，这些恒星被引力拉伸形成狭长的尾随带状结构。

密歇根大学理论天体物理学家、该研究合著者奥列格 · 格涅丁在一份声明中比喻道：“这就好比骑着自行车驮着一袋沙子，只不过袋子破了洞。沙粒就如同星团运行轨迹上被遗落的恒星。”

探寻恒星流极具价值，因为这类天体的形态与运动轨迹，保留了长期以来作用于其上的引力作用记录。这让它们成为测绘银河系质量的有力工具，而质量测算范围还将包含难以捉摸的暗物质晕 —— 暗物质被视作维系星系形态的无形“黏合剂”，尽管人类已付出数十年努力，却仍未直接观测到它。

这项由密歇根大学 Yingtian “Bill” Chen 主导的新研究，识别出 87 条与球状星团相关的恒星流候选体。球状星团是环绕银河系运行的致密古老恒星集群。在此之前，人类仅偶然在盖亚卫星数据中发现不足 20 条恒星流，过小的样本量让天文学家无法得出普遍性结论。

目前已知的恒星流大多源自已被大幅撕裂的矮星系或星团。而此次新发现的、来自仍完整存在的球状星团的恒星流则更为罕见，且研究价值极高，因为天文学家可将恒星流与其母体星团直接对比分析。

研究显示，为找到这些恒星流，Yingtian “Bill” Chen 研发了一款名为“星流（StarStream）”的计算机算法，该算法依托物理模型搜寻恒星流，而非仅依靠视觉特征。研究团队随后将该方法应用于盖亚卫星数据，该卫星在 2014 至 2025 年间，测绘了银河系内数十亿颗恒星的位置与运动轨迹。

格涅丁在声明中称：“事实证明，当你对寻找的目标有理论预判、有简单的现象模型时，搜寻工作会容易得多。”

研究结果还显示，许多恒星流并不符合经典理论中纤细、排列规整的形态。相反，部分新发现的恒星流更短、更宽，甚至与母体星团的运行轨道错位 —— 这表明此前的研究仅聚焦最明显的结构，因而遗漏了这些天体。

研究还指出，扩大后的样本证实，部分弥散的球状星团抛射恒星的速度异常之快，这意味着它们或许即将被潮汐力完全瓦解。

不过研究人员表示，并非全部 87 个候选体都能得到证实，部分探测结果因无关恒星的背景干扰，可信度较低。

Yingtian “Bill” Chen 在声明中称，该研究成果及所用算法，可通过下一代观测设备的后续观测进行验证，其中包括薇拉 ·C· 鲁宾天文台、美国国家航空航天局的南希 · 格雷斯 · 罗曼空间望远镜以及暗能量光谱仪，以此确认哪些恒星流真实存在。他表示：“这款算法能轻松适配未来的探测任务，一旦获取新数据，就能直接应用。”

该研究相关论文已于 3 月 23 日发表在《天体物理学杂志》上。

参考资料：

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae471f