基于蓋亞（Gaia）衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，科學(xué)家繪制了銀河系內(nèi)15億顆恒星的分布圖，其中橘色和黃色表示恒星的分布密度較高。近日，一個研究團(tuán)隊利用蓋亞衛(wèi)星的數(shù)據(jù)，估測出某些恒星的確切年代，并確定了已知最古老的恒星。
天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，我們夜空中的一些星星，其實是銀河系起源初期留下的遺跡。這些恒星形成于大爆炸發(fā)生后的幾十億年之內(nèi)，聚集在恒星集團(tuán)之中，歷經(jīng)萬古，不斷成長，塑造出了銀河系如今的模樣。
“它們是宇宙中最古老的恒星?！奔幽抢簫u天體物理學(xué)研究所的Carme Gallart說道。他的團(tuán)隊近日在《自然天文學(xué)》上發(fā)表了研究成果。該成果系天文學(xué)家首次確定這些古老恒星的確切年齡，而其年齡距今大約為100億至130億年。
“能鑒別出這些形成于銀河系的最古老恒星，其實相當(dāng)有意思，因為它們就像一扇窗戶，讓我們得以一窺我們銀河系的歷史?！泵绹ゼ醽喆髮W(xué)的Chris Hayes評價道（他并未參與本研究）。
他說：“這些早期的恒星族群應(yīng)該一直都存在，但現(xiàn)在它們被鑒別出來，成了理清我們星系歷史的強(qiáng)有力工具?！?/p>
我們銀河系的歷史，寫在這些古老恒星的年齡、成分和分布位置等要素里，因此，這些要素就像是考古線索。打個比方，研究團(tuán)隊在仔細(xì)檢查這些古老的恒星時，發(fā)現(xiàn)了我們星系歷史上一次大規(guī)模星系碰撞的證據(jù)。
大約100億年前，原始的銀河系與一個較小的星系Gaia-Enceladus撞在了一起。如今，由許多藍(lán)色恒星組成的獨特族群，便是那個已經(jīng)消失的較小的星系的遺跡。
星系考古
Gallart及其團(tuán)隊得出這一發(fā)現(xiàn)所使用的數(shù)據(jù)，主要來自于歐洲航天局的蓋亞（Gaia）衛(wèi)星。蓋亞衛(wèi)星從太空中研究了年齡在10億年左右的最近、最遠(yuǎn)的恒星，十分詳細(xì)地記錄了它們的運動和位置。
蓋亞衛(wèi)星觀測了距離地球約6500光年內(nèi)的大約50萬顆恒星，并測量了這些恒星的確切距離。Gallart及其團(tuán)隊利用這些距離數(shù)據(jù)，確定了恒星的確切光度和顏色，從而計算出了恒星的年齡，并從海量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了幾個引人注目的模式。
簡單來說，該團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)有兩組恒星的年代完全相同，每一組都不低于10億年。一組恒星較紅，另一組較藍(lán)，但都主要存在于銀河系的光暈中。（銀河系光暈，指的是把整個銀河系都包裹在內(nèi)的球形區(qū)域。）
Gallart說：“光暈完全把我們包裹在內(nèi)，就好比氣球里面放了一塊披薩。這塊披薩就是銀河系圓盤，氣球內(nèi)的空氣和塵埃就是光暈里的恒星?！?/p>
這些長壽的恒星長成如今這樣，歷經(jīng)了幾十億年。
成長的煩惱
較老、較紅的恒星，是在宇宙誕生后的最初10億年左右形成的。氣體、塵埃，以及更原始的恒星族群拋射出的金屬，塑造了它們，而它們聚在一起，形成了原始的銀河系。
接下來約30億年內(nèi)，原始的銀河系緩慢而安靜地制造出更多恒星，吸收氣體，并點燃最初的“核反應(yīng)堆”。之后，大約100億年前，這個成長中的星系與一個相鄰的矮星系相撞。這個矮星系里的恒星數(shù)量可能只有銀河系的30%，最終被銀河系完全兼并融合。
如今，這個矮星系里的藍(lán)色恒星遍布在銀河系光暈里，但是它們的化學(xué)特征卻明顯不同?？茖W(xué)家據(jù)此判定這些恒星形成于太空的不同區(qū)域，且金屬含量不同。
此外，這些藍(lán)色恒星的運動也很特別。荷蘭格羅寧根大學(xué)的Amina Helmi及其同事們通過觀測，在去年發(fā)表了相似的成果，并使用了Gaia-Enceladus這一名稱來指代如今已經(jīng)消失的那個矮星系。
銀河系變形
美國弗吉尼亞大學(xué)的天文學(xué)家Nitya Kallivayalil研究的是銀河系的交互情況。他評價說，該研究團(tuán)隊的成果給出了重要的獨立證據(jù)，證明銀河系與Gaia-Enceladus星系并合，從而永久改變了我們星系的形狀。
這次并合將那些古老的紅色恒星從星系盤拋向了光暈，直至現(xiàn)在，我們使用小型天文望遠(yuǎn)鏡還能從地球上觀測到它們中的一些。此外，這次并合壓縮了氣體，并將氣體注入了新形成的星系，短暫地促進(jìn)了星系盤內(nèi)部的恒星生成速度。
目前尚無法確定這是不是我們銀河系經(jīng)歷的第一次大并合，但很顯然這次并合是確實發(fā)生過的。
Gallart說：“這場星系并合，即便不是銀河系經(jīng)歷的最早的那次或者最早的那批，也可能是最大的一次。當(dāng)我們知道所有并合發(fā)生的年代后，我們應(yīng)該可以為此繪制一張圖表，然后，我們就可以對年代排序?！?/p>
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