意外发现：银河系是宇宙中的“异类”

长期以来，科学家们一直把银河系作为理解星系形成的典范，但最近的研究却揭示了它在结构和演化上与其他星系的独特差异。这些发现挑战了银河系作为“标准模型”的长期地位。
为了解决这个问题，Risa Wechsler教授联合发起了“银河系类星系卫星”调查(SAGA Survey)，该项目专注于研究与银河系大小和质量相似的星系。在超过十年的观测之后，SAGA团队分析了101个类似银河系的星系，首次揭示了银河系在演化历史上与其他同类星系的显著不同。这些研究成果已在《天体物理学杂志》上发表。
“我们的结果表明，我们无法仅仅依赖银河系来限制星系形成的模型。” Wechsler说，“我们必须观察宇宙中所有类似星系的分布情况。”
SAGA调查的关键目标之一是探索暗物质在星系演化中的作用。银河系是由氢、铁等普通物质组成的，但这些普通物质仅占宇宙物质的15%，其余的85%是神秘且不可见的暗物质。“没有人知道暗物质到底是什么，” Wechsler说道，“它不会与普通物质或光线相互作用，可能现在就有暗物质穿过你，但你甚至察觉不到。”
研究发现，星系通常是在巨大的暗物质区域——所谓的暗物质晕中形成的。尽管暗物质晕是不可见的，但它的巨大质量创造了强大的引力场，将普通物质吸引并转化为恒星和星系。
SAGA调查还专注于研究星系卫星——这些小型星系围绕着像银河系这样的大型主星系旋转。研究人员发现银河系有四个最亮的卫星星系，其中包括两大卫星星系：大麦哲伦云和小麦哲伦云。通过细致的观测，团队识别出378个卫星星系，它们围绕101个类似银河系的主星系旋转。
“Wechsler说：“没有人尝试过这种方法，因为它非常具有挑战性。我们不得不使用巧妙的技术从成千上万的背景物体中筛选出这378个卫星星系。”
在SAGA调查的三项新研究中，研究人员发现，围绕每个主星系的卫星数量从零到13不等。银河系的四个可见卫星位于这个范围内。而且，他们还发现，拥有较大卫星的主星系(例如银河系的大麦哲伦云和小麦哲伦云)通常会拥有更多的卫星。但银河系的卫星数量实际上比其他类似星系要少，令其成为星系中的“异类”。
第二项研究则聚焦于卫星星系的恒星形成情况，这是理解星系演化的重要指标。研究发现，在典型的主星系中，较小的卫星星系仍在形成恒星，但在银河系中，恒星形成只发生在大麦哲伦云和小麦哲伦云这两个较大的卫星星系，而所有较小的卫星星系已经停止了恒星的形成。
“现在我们遇到了一个难题，” Wechsler说，“是什么原因使得银河系中的小型卫星星系停止了恒星形成？或许，和典型的主星系不同，银河系有着独特的卫星组合，既有停止恒星形成的老卫星，也有最近才被吸入银河系暗物质晕的活跃卫星——大麦哲伦云和小麦哲伦云。”
研究还发现，靠近主星系的卫星星系通常会停止恒星形成，可能是由于主星系的暗物质晕对这些卫星的引力作用。
“对我而言，前沿问题是揭示暗物质在银河系规模以下的小型暗物质晕中的作用，” Wechsler补充道。
第三项研究则通过将新数据与计算机模拟对比，呼吁开发一种新的星系形成模型，这个模型应基于SAGA调查的发现。
“Wechsler表示：“SAGA提供了一个新的基准，帮助我们通过对银河系之外的卫星星系进行详细研究，推动我们对宇宙的理解。虽然我们已经完成了对101个主星系亮卫星的初步绘制工作，但还有很多工作要做。”