天文学家知道，星系通过与其他星系的合并随着时间的推移而增长。我们可以看到它发生在我们的银河系中。银河系是慢慢吸收大麦哲伦星云和小麦哲伦星云以及人马座矮球状星系。
天文学家首次发现了古代恒星大规模迁移到另一个星系的证据。他们在我们最近的邻居仙女座星系 (M31) 中发现了 7,000 多颗恒星，它们在大约 20 亿年前并入了银河系。
星系的生长和演化是天文学的热门话题，也是詹姆斯·韦伯太空望远镜最近占据头条新闻的原因之一。 JWST 的主要科学目标之一是寻找回到过去宇宙中最早的星系，了解它们是如何成长并演化成今天的样子的。但这并不是唯一能够阐明这个问题的望远镜。
“像 M31 和我们的银河系这样的星系是由宇宙历史上许多较小星系的基石构建而成的。”
Arjun Dey，NOIRLab
这些对仙女座星系和恒星向内迁移的新观测来自暗能量光谱仪（DESI。）它是为了测量效果而构建的与宇宙的膨胀有关。它通过收集数千万个物体（主要是星系和类星体）的光谱，然后构建结果的 3D 地图来实现这一点。
DESI类似于更广为人知的盖亚飞船。盖亚有一个雄心勃勃的目标，即精确绘制银河系中数十亿颗恒星的位置和运动图。盖亚数据带来了关于我们银河系的大量发现。但它仅限于绘制银河系中的恒星图。
现在，多亏了 DESI，天文学家首次至少获得了仙女座星系的部分恒星图。这张地图包括仙女座星系内晕中近 7,500 颗恒星的运动，正在揭示它们的历史。
这些结果发表在一篇题为“仙女座星系的 DESI 观测：揭示我们最近邻居的移民历史”的新论文中。它将出现在天体物理学杂志，主要作者是美国国家科学基金会 NOIRLab 的天文学家 Arjun Dey，该实验室负责 DESI。
DESI 显示，大约 20 亿年前，另一个星系与仙女座星系合并。 DESI 测量的约 7,500 颗恒星的位置和运动表明它们来自另一个星系。理论告诉我们，这就是仙女座星系和其他星系变得如此巨大的原因，但现在有越来越多的明确证据。
主要作者戴伊解释说：“我们对银河系最近的大型银河系邻居仙女座星系的新观测，以精致的细节揭示了银河系移民事件的证据。” “虽然夜空看似一成不变，但宇宙是一个动态的地方。像 M31 和我们的银河系这样的星系是由宇宙历史上许多较小星系的基石构建而成的。”
银河系在8至100亿年前也经历过类似的合并。我们银河系光环中的大多数恒星起源于不同的星系，并由于古代合并而加入了银河系。天文学家可以通过仔细观察仙女座星系中类似的、更新的合并事件来更多地了解银河系的古代历史。
爱丁堡大学天体物理学家、该论文的合著者谢尔盖·科波索夫说：“我们以前从未在恒星的运动中如此清晰地看到过这一点，也从未见过这次合并产生的一些结构。” “我们的新认识是，仙女座星系的历史与我们银河系的历史相似。两个星系的内部光环都由单一的移民事件主导。”
我们第一次看到合并后形成的结构。 “星系迁移的预期观测特征包括碎片流、贝壳、环和羽流，以及大型星系与其同伴之间合并相互作用的预期结果，”作者在他们的论文中写下。
论文指出：“我们在巨星流、东北陆架和西陆架地区发现了壳结构的明确运动学证据。” “运动学与为解释内晕空间形态而构建的动力学模型的预测非常相似。结果与 M31 内晕中的大部分子结构是由 1-2 吉里前的单个银河移民事件产生的解释一致。”
作者在论文中写道：“虽然之前已在 M31 中检测到相干结构的迹象，但这是第一次在银河系以外的星系中以如此详细和清晰的方式看到它们。” “观测结果揭示了单个恒星的位置和速度中复杂的连贯运动结构：流、楔形和 V 形。”
尽管 7,500 颗恒星的位置和速度在这些发现中发挥着重要作用，但恒星金属丰度也起着重要作用。研究小组在合并产生的所有子结构中发现了高金属丰度恒星。作者在结论中解释道：“我们在所有检测到的子结构中发现了大量富含金属的恒星，这表明祖星系（或多个星系）具有较长的恒星形成历史，这可能更能代表更大质量的星系。”
该研究强调了仙女座星系和银河系之间的相似之处，强化了合并在银河系演化和增长中发挥关键作用的理论观点。论文指出：“M31 与银河系非常相似，两个星系的内晕都由来自单一吸积事件的恒星控制。” “事实上，最近对太阳附近银河系恒星运动学的一项研究报告了人字形运动学子结构，这让人想起这里报道的那些。”
DESI 的力量在这项研究中得到了充分的体现。结果源于 DESI 能够同时收集 5,000 个物体的光谱。这种复杂的仪器是世界上最强大的多目标测量光谱仪，当它在目标之间旋转时，只需两分钟即可重新配置其 5,000 个独立的焦平面。
“令人惊奇的是，我们可以仰望天空，阅读另一个星系数十亿年的历史，这些历史记录在其恒星的运动中。”
琼·R·纳吉塔 (Joan R. Najita)，NOIRLab。
它旨在测量超过 400 亿个遥远星系和类星体的光谱，以绘制宇宙的大尺度结构以及暗能量如何推动其膨胀。一路上，它向我们展示了星系如何随着时间的推移而合并。
“这项科学工作是世界上任何其他设施都无法完成的。DESI 惊人的效率、吞吐量和视野使其成为世界上对仙女座星系恒星进行调查的最佳系统，”Dey 说。 “在短短几个小时的观测时间内，DESI 就能够超越使用更大望远镜十多年的光谱分析。”
“令人惊奇的是，我们可以仰望天空，阅读另一个星系数十亿年的历史，这些历史记录在其恒星的运动中——每颗恒星都讲述着这个故事的一部分，”共同作者、同样来自 NOIRLab 的琼·R·纳吉塔 (Joan R. Najita) 说。 “我们最初的观察结果超出了我们最疯狂的预期，我们现在希望与 DESI 一起对整个 M31 光环进行调查。谁知道等待着什么新发现！”
