天文学家说，我们生活在一个“不正常”的星系里

天文学家经常用银河系作为研究星系形成和演化的标准。由于我们在它的内部，天文学家可以用先进的望远镜详细研究它。通过在不同的波长下观察它，天文学家和天体物理学家可以比遥远的星系更详细地了解它的恒星数量、气体动力学和其他特征。

然而，一项新的研究对银河系的101个近亲星系进行了研究，显示了它与它们的不同之处。

理解事物的一个有效方法是将他们与班上的其他人进行比较和对比，这是我们在学校学到的一种技巧。调查是比较和对比事物的有效工具，天文调查为这项工作提供了大量的基础数据。斯隆数字巡天（SDSS）、两微米全天巡天（2MASS）和欧空局的盖亚任务都是突出的例子。

环绕银河系类似物的卫星（SAGA）调查是另一个，它的第三次数据发布是三个新研究的特点。这些研究都是基于101个质量与银河系相似的星系，每项研究都从不同的方面来比较这些星系和我们的星系。

SAGA 调查 III 围绕银河系质量星系的101个卫星系统的普查
SAGA 调查 IV 围绕银河系质量星系的101个卫星系统的恒星形成特性
SAGA 调查 V 用更新的宇宙机器模拟银河系周围的卫星系统 —— 质量星系

研究表明，星系是在巨大的暗物质晕中形成的，暗物质是一种难以捉摸的物质，不与光相互作用。宇宙中85%的物质是神秘的暗物质，而只有15%是正常物质或重子物质，即构成行星、恒星和星系的物质。虽然我们看不到这些巨大的光晕，但天文学家可以观察到它们的影响。它们的引力将它们吸引在一起，形成了星系和恒星。

SAGA旨在了解暗物质晕是如何工作的。它检查了质量与银河系相似的星系周围的低质量卫星星系。这些卫星可以被捕获并被吸引到更大星系的暗物质晕中。SAGA已经发现了数百个这样的卫星星系围绕着101个银河系质量的星系运行。

“银河系一直是一个令人难以置信的物理实验室，包括星系形成的物理学和暗物质的物理学，”人文与科学学院的人文与科学教授、物理学教授里萨·韦克斯勒说。韦克斯勒也是SAGA调查的联合创始人。“但银河系只是一个系统，可能不是其他星系形成方式的典型。这就是为什么找到相似的星系并进行比较至关重要的原因。”

银河系和其他101个星系之间的比较揭示了一些显著的差异。

“我们的研究结果表明，我们不能把星系形成的模型仅仅局限于银河系，”韦克斯勒说，他也是SLAC国家加速器实验室的粒子物理学和天体物理学教授。“我们必须研究宇宙中类似星系的完整分布。”

SAGA调查的第三次数据发布包括在101兆瓦质量系统中发现的378颗卫星，第一篇论文重点关注卫星。经过艰苦的搜寻才发现了它们。其中四个属于银河系，包括著名的大麦哲伦云和小麦哲伦云。

韦克斯勒说：“以前没有人尝试过这是有原因的。”“这是一个雄心勃勃的项目。我们必须使用巧妙的技术从背景中的数千个物体中对这378个绕轨道运行的星系进行分类。这真是个大海捞针的问题。”

SAGA发现每个星系的卫星数量在0到13之间。根据第一篇论文，最大卫星的质量是卫星数量的一个强有力的预测指标。“三分之一的SAGA系统包含lmc质量的卫星，而且它们往往拥有比MW更多的卫星，”论文指出。银河系在这方面是个例外，这也是它不典型的原因之一。

第二项研究的重点是卫星中的恒星形成。恒星形成速率（SFR）是理解星系演化的一个重要指标。研究表明，在卫星星系中，恒星形成仍然很活跃，但它们离宿主越近，它们的SFR就越慢。有没有可能是靠近星系的暗物质光晕的更大拉力正在熄灭恒星的形成？

“我们的研究结果表明，低质量卫星和100kpc以内的卫星在类似银河系的环境中更有效地被淬灭，这些过程足够缓慢，可以在所有恒星质量和投射半径下保留一群恒星形成卫星，”第二篇论文指出。

然而，在银河系的卫星系中，只有麦哲伦星云仍在形成恒星，这与径向距离有关。“现在我们有一个难题，”韦克斯勒说。“银河系中是什么原因导致这些小的、低质量的卫星恒星的形成被熄灭了？”也许，与典型的宿主星系不同，银河系有一个独特的组合，既有停止恒星形成的老卫星，也有最近才落入银河系暗物质晕的新活跃卫星 —— LMC和SMC。”