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天文学家发现了银河系“可怜的老心脏”

科学家 保利

【天文学家发现了银河系“可怜的老心脏”】

天文学家发现了银河系“可怜的老心脏”


散落在银河系中心的少量恒星是古代星系核心的残余 ， 当时我们的星系还是新的 。

上图：银河系中心贫金属红巨星的地图 。
利用有史以来编制的最精确的银河系三维地图的测量结果 ， 以及一个神经网络来探测200多万颗恒星的化学成分 ， 一个天文学家团队已经确定了1.8万颗恒星 ， 这些恒星来自我们银河系的萌芽阶段 ， 当时它只是原始星系的紧凑集合 ， 聚集在一起梦想着更大的东西 。
在以前的研究中已经发现了这种恒星群的迹象 。
马克斯·普朗克天文学研究所的天文学家汉斯-沃尔特·里克斯（Hans-Walter Rix）领导的一个团队写道：“但我们的研究结果显示 ， 确实存在一座紧密相连的原地‘冰山’ ， 它的尖端已经被发现 ， 这大大充实了现有的图景 。 ”
银河系130亿年的历史是一个巨大的、宜人的谜题 ， 需要从银河系今天的状态中重建 。
恒星群体可以根据它们的运动和化学成分等共同特征联系起来 ， 这种性质被称为金属丰度 。 这就是欧洲航天局盖亚（Gaia）太空天文台的用武之地 。
多年来 ， 这颗卫星一直在那里分享地球绕太阳的轨道 ， 仔细跟踪恒星 ， 并测量它们在银河系内的三维位置和运动 。 此外 ， 盖亚还进行了测量 ， 可以估算恒星的金属丰度 。
金属丰度可以将恒星连接在一起 ， 因为成分相似的恒星可能在同一时间同一地点诞生 。 但它也可以告诉我们一颗恒星的大致年龄 ， 因为某些元素在宇宙中是不存在的 ， 直到周围有恒星形成它们 。
就在138亿年前的大爆炸之后 ， 元素多样性并没有太大的障碍 。
原始宇宙主要由氢和少量氦组成 ， 其他的就不多了 。 当第一批恒星在这种介质中形成团块时 ， 它们炽热致密的核心开始将原子粉碎在一起 ， 形成更重的元素：氢变成氦 ， 氦变成碳 ， 以此类推 ， 直到最大质量恒星的铁 。
一旦恒星达到原子核融合的极限 ， 它们就会死亡 ， 通常是在一个类似超新星的过程中 ， 将聚变的产物喷射到太空中 。
高能超新星爆炸也会产生较重的金属 ， 如金、银和铀 。 然后 ， 幼年恒星在形成过程中将这些元素带走 。
一颗恒星在宇宙中形成的越晚 ， 它所含的金属就可能越多 。 因此 ， 较高的金属丰度意味着较年轻的恒星；“缺乏金属”的恒星则被认为年龄更大 。 但并不是所有恒星的轨道都是一样的 ， 因为它们绕着星系中心运行 。
当你发现一组恒星具有相似的金属含量 ， 在相似的轨道上 ， 我们就有理由得出这样的结论：这组恒星可能从形成时就已经在一起很长时间了 。
天文学家汉斯-沃尔特·里克斯和他的同事们利用盖亚的数据观察了距离银河系几千光年以内的红巨星 。 他们确定了200万颗恒星 ， 通过神经网络分析这些恒星发出的光 ， 从而确定金属含量 。
他们发现了一群年龄、丰度和轨道相似的恒星 ， 这表明它们在银河系充满恒星之前就已经存在 ， 并在大约110亿年前开始因与其他星系的碰撞而膨胀 。
我们知道 ， 银河系中最古老的恒星出现在第一次大碰撞之前 ， 那是一个叫做盖亚-恩塞拉多斯（Gaia-Enceladus）的星系 ， 但银河系中心的这个星系似乎是一个连贯的星系 。
汉斯-沃尔特·里克斯称它们为银河系的“可怜的老心脏” ， 因为它们的金属含量很低 ， 非常古老 ， 可以在星系的中心找到 。 研究人员说 ， 这些星系群是原星系的残余 。
这些在宇宙早期形成的恒星束并不是成熟的星系 ， 而是它们的种子 。 在银河系的婴儿期 ， 三到四颗这样的种子聚集在一起 ， 形成了我们的银河系的核心 。
“可怜的老心脏”恒星并不是在这些原星系中诞生的 ， 而是原星系恒星死亡时形成的一代恒星 。 研究人员发现 ， 它们有超过125亿年的历史 。
这一引人入胜的发现提出了许多问题 ， 研究人员希望对这些问题进行调查 。
这些恒星的空间分布是什么？它们有没有什么特殊的丰度比 ， 可以告诉我们更多关于银河系厄尔条件的信息？它们的分布能告诉我们银河系的碰撞历史吗？
而且 ， 也许最紧迫的是 ， 它们能带我们找到那些更小、更暗、更难找到的恒星吗？当它们最早汇聚在一起时 ， 可能已经是第一批原始星系中的恒星 。
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