天文學(xué)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(zhì)量僅為其質(zhì)量四分之一的星系，這一“劇烈碰撞”并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恒星組成，但是星系合并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(xué)家利用蓋亞太空望遠(yuǎn)鏡，在距離太陽6500光年的范圍內(nèi)，精確測量了銀河系中大約100萬顆恒星的位置、亮度和距離。

發(fā)現(xiàn)了兩組不同的恒星：一組“更藍(lán)”，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后，天文學(xué)家確定這兩組恒星都同樣古老，但是更藍(lán)那組恒星被設(shè)定為一種“混沌運動”——這是銀河系在遙遠(yuǎn)時間深處吞噬一個較小星系的證據(jù)。發(fā)表在《自然天文學(xué)》上的這項研究的主要作者Carme Gallart說：我們研究的新奇之處在于，已經(jīng)能夠確定合并星系中的恒星確切年齡，并且通過知道這些年齡，就可以知道合并發(fā)生的時間。

這次碰撞發(fā)生在大約100億年前，可能需要數(shù)百萬年才能展開。這是一個非常漸進(jìn)的過程，它不像汽車碰撞，而是對整個銀河系產(chǎn)生影響。它非常巨大，所以從人類的角度來看，它發(fā)生得很慢，而從宇宙的角度來看，就沒那么慢了。研究小組認(rèn)為，被稱為蓋亞-恩克拉多斯矮星系的殘余合并，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40億年時間里促成了恒星形成的“猛烈爆發(fā)”，在那之后，這些形成氣體進(jìn)入了貫穿星系中心的銀河系薄圓盤。

銀河系包含至少2000億顆恒星，其中心有一個強烈的射電源，據(jù)信是超大質(zhì)量黑洞人馬座A*。了解一個星系一生中形成的恒星年齡，是了解其形成和演化的基礎(chǔ)。然而，恒星年齡是很難得到的，因為它們不能通過觀測來測量，但需要與恒星模型進(jìn)行比較。另外，年齡分布可以通過應(yīng)用穩(wěn)定的色度圖擬合技術(shù)來得到，該技術(shù)迄今主要用于研究銀河系附近的星系。由于缺乏精確的恒星年齡，星系合并時間和恒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，恒星具有相同的年齡分布，并且比大多數(shù)厚盤恒星都要老。恒星年齡分布在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(jìn)宇宙學(xué)模擬，這些年齡使天文學(xué)家能夠?qū)λ茉煦y河系的早期事件序列進(jìn)行排序。研究確定這些紅序恒星是在銀河系始祖內(nèi)形成的第一批恒星，恒星的運動學(xué)表明，這些恒星構(gòu)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(xué)》

DOI: 10.1038/s41550-019-0829-5

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