長期以來，科學家們一直把銀河系作為理解星系形成的典範，但最近的研究卻揭示了它在結構和演化上與其他星系的獨特差異。這些發現挑戰了銀河系作為「標準模型」的長期地位。
為了解決這個問題，Risa Wechsler教授聯合發起了「銀河系類星系衛星」調查(SAGA Survey)，該項目專注於研究與銀河系大小和質量相似的星系。在超過十年的觀測之後，SAGA團隊分析了101個類似銀河系的星系，首次揭示了銀河系在演化歷史上與其他同類星系的顯著不同。這些研究成果已在《天體物理學雜誌》上發表。
「我們的結果表明，我們無法僅僅依賴銀河系來限制星系形成的模型。」 Wechsler說，「我們必須觀察宇宙中所有類似星系的分佈情況。」
SAGA調查的關鍵目標之一是探索暗物質在星系演化中的作用。銀河系是由氫、鐵等普通物質組成的，但這些普通物質僅占宇宙物質的15%，其餘的85%是神秘且不可見的暗物質。
「沒有人知道暗物質到底是什麼，」 Wechsler說道，「它不會與普通物質或光線相互作用，可能現在就有暗物質穿過你，但你甚至察覺不到。」
研究發現，星系通常是在巨大的暗物質區域——所謂的暗物質暈中形成的。儘管暗物質暈是不可見的，但它的巨大質量創造了強大的引力場，將普通物質吸引並轉化為恆星和星系。
SAGA調查還專注於研究星系衛星——這些小型星系圍繞着像銀河系這樣的大型主星系旋轉。研究人員發現銀河系有四個最亮的衛星星系，其中包括兩大衛星星系：大麥哲倫雲和小麥哲倫雲。通過細緻的觀測，團隊識別出378個衛星星系，它們圍繞101個類似銀河系的主星系旋轉。
「Wechsler說：「沒有人嘗試過這種方法，因為它非常具有挑戰性。我們不得不使用巧妙的技術從成千上萬的背景物體中篩選出這378個衛星星系。」
在SAGA調查的三項新研究中，研究人員發現，圍繞每個主星系的衛星數量從零到13不等。銀河系的四個可見衛星位於這個範圍內。而且，他們還發現，擁有較大衛星的主星系(例如銀河系的大麥哲倫雲和小麥哲倫雲)通常會擁有更多的衛星。但銀河系的衛星數量實際上比其他類似星系要少，令其成為星系中的「異類」。
第二項研究則聚焦於衛星星系的恆星形成情況，這是理解星系演化的重要指標。研究發現，在典型的主星系中，較小的衛星星系仍在形成恆星，但在銀河系中，恆星形成只發生在大麥哲倫雲和小麥哲倫雲這兩個較大的衛星星系，而所有較小的衛星星系已經停止了恆星的形成。
「現在我們遇到了一個難題，」 Wechsler說，「是什麼原因使得銀河系中的小型衛星星系停止了恆星形成？或許，和典型的主星系不同，銀河系有着獨特的衛星組合，既有停止恆星形成的老衛星，也有最近才被吸入銀河系暗物質暈的活躍衛星——大麥哲倫雲和小麥哲倫雲。」
研究還發現，靠近主星系的衛星星系通常會停止恆星形成，可能是由於主星系的暗物質暈對這些衛星的引力作用。
「對我而言，前沿問題是揭示暗物質在銀河系規模以下的小型暗物質暈中的作用，」 Wechsler補充道。
第三項研究則通過將新數據與計算機模擬對比，呼籲開發一種新的星系形成模型，這個模型應基於SAGA調查的發現。
「Wechsler表示：「SAGA提供了一個新的基準，幫助我們通過對銀河系之外的衛星星系進行詳細研究，推動我們對宇宙的理解。雖然我們已經完成了對101個主星系亮衛星的初步繪製工作，但還有很多工作要做。」
（銀河系資料照片）
