天文學家終於破譯：銀河系暴力誕生的密碼！

2020-10-18 博科園

天文學家在一項新研究中表明，銀河系在100億年前的一次「猛烈碰撞」中吞噬了一個質量僅為其質量四分之一的星系，這一「劇烈碰撞」並沒有完全滿足億萬年的需要。以前的研究表明，銀河系是由兩組獨立的恆星組成，但是星系合併的精確年表仍然難以捉摸。來自加拿大阿斯特羅非西卡研究所(IAC)的天文學家利用蓋亞太空望遠鏡，在距離太陽6500光年的範圍內，精確測量了銀河系中大約100萬顆恆星的位置、亮度和距離。

發現了兩組不同的恆星：一組「更藍」，含金屬更少，另一組「更紅」，含金屬更多。在研究了它們的運動和組成之後，天文學家確定這兩組恆星都同樣古老，但是更藍那組恆星被設定為一種「混沌運動」——這是銀河系在遙遠時間深處吞噬一個較小星系的證據。發表在《自然天文學》上的這項研究的主要作者Carme Gallart說：我們研究的新奇之處在於，已經能夠確定合併星系中的恆星確切年齡，並且通過知道這些年齡，就可以知道合併發生的時間。

這次碰撞發生在大約100億年前，可能需要數百萬年才能展開。這是一個非常漸進的過程，它不像汽車碰撞，而是對整個銀河系產生影響。它非常巨大，所以從人類的角度來看，它發生得很慢，而從宇宙的角度來看，就沒那麼慢了。研究小組認為，被稱為蓋亞-恩克拉多斯矮星系的殘餘合併，最終形成了今天銀河系的光暈。同時還確定，這次碰撞在大約40億年時間裡促成了恆星形成的「猛烈爆發」，在那之後，這些形成氣體進入了貫穿星系中心的銀河系薄圓盤。

銀河系包含至少2000億顆恆星，其中心有一個強烈的射電源，據信是超大質量黑洞人馬座A*。了解一個星系一生中形成的恆星年齡，是了解其形成和演化的基礎。然而，恆星年齡是很難得到的，因為它們不能通過觀測來測量，但需要與恆星模型進行比較。另外，年齡分布可以通過應用穩定的色度圖擬合技術來得到，該技術迄今主要用於研究銀河系附近的星系。由於缺乏精確的恆星年齡，星系合併時間和恆星在銀河系早期演化中的作用仍然不清楚。

新研究展示了這兩組銀河系光暈序列中，恆星具有相同的年齡分布，並且比大多數厚盤恆星都要老。恆星年齡分布在100億年前的截止時間，可以用蓋亞-恩克拉多斯在銀河系的吸積時間確定。加上對星系形成的最先進宇宙學模擬，這些年齡使天文學家能夠對塑造銀河系的早期事件序列進行排序。研究確定這些紅序恆星是在銀河系始祖內形成的第一批恆星，恆星的運動學表明，這些恆星構成了人們長期尋找的銀河系原始光暈。

參考期刊《自然天文學》

DOI: 10.1038/s41550-019-0829-5

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