银河系的成长速度可能比天文学家预想的要快

我们今天所知道的银河系是在大约 100 亿年前与矮星系碰撞后形成的。但新研究表明，即使在那个早期，现代星系的大部分已经存在。

银河系闯入者留下的恒星时代比银河系主盘中的恒星稍微年轻一些或与主盘中的恒星相当研究人员于 5 月 17 日报告称自然天文学. 这可能意味着银河系的成长速度比天文学家预期的要快，这项研究的作者、多伦多大学天体物理学家特德·麦克雷斯说。

他说，“在这次大合并发生之前，银河系本身已经形成了很多部分。”

我们星系的历史是一部暴力征服史。与宇宙中其他巨大的螺旋星系一样，银河系很可能随着时间的推移，通过与较小的星系碰撞和合并而形成自己的体积。不幸被吞噬的星系中的恒星混入银河系，就像奶油混入咖啡一样，很难弄清楚这些星系在合并之前是什么样子。

2018 年，天文学家意识到，他们可以利用欧洲航天局的数百万颗恒星的详细地图来识别上次重大合并事件中的恒星。盖亚太空飞船（序列号：5/9/18）。恒星流以与恒星主盘成一定角度的方式绕银河系中心旋转。这些恒星的运动和化学性质表明它们曾经属于一个独立的星系，坠入银河系大约 100 亿年前（日期：2018/11/1）。

“那些恒星就像银河系的化石残骸一样留在那里，”麦克雷斯说。

大约在同一时间，两个研究小组发现了这个古老星系的证据。其中一个研究小组称该星系盖亚-土卫二；另一组称之为香肠. 最终确定的名字是盖亚-土卫二/香肠。

麦克雷斯和他的同事想知道，当盖亚-土卫二/香肠星系撞入银河系时，他们能否弄清银河系的发育程度。如果银河系盘中最古老的恒星是在这次合并之后形成的，那么它们很可能就是这次碰撞的结果，这表明盖亚-土卫二/香肠星系遇到了一个仍需大量成长的原始银河系。另一方面，如果最古老的恒星的年龄与来自银河系闯入者的恒星年龄大致相同或更大，那么我们的星系在撞入时可能已经发育得相当好了。

之前的研究人员已经做出了估计。但麦克雷斯和他的同事使用了一种精确的工具，称为星震学计算出银河系和盖亚-土卫二/香肠星中单个恒星的年龄（日期：8/2/19）就像地球上的地震学家利用地震来探测地球内部一样，星震学家利用星震和其他振荡引起的亮度变化来探测恒星的内部。

英国伯明翰大学物理学家、研究合著者 Josefina Montalbán 表示：“星震学是我们了解恒星内部的唯一方法。”通过了解恒星内部结构，研究人员可以推断出恒星的年龄。

研究团队选择了大约 95 颗恒星，这些恒星美国宇航局寻找系外行星的开普勒太空望远镜于 2018 年结束任务（日期：10/30/18）。其中六颗恒星来自盖亚-土卫二/香肠星，其余恒星来自银河系的厚盘。通过测量这些恒星的亮度随时间的变化，麦克雷斯和同事推断出它们的年龄，准确率约为 11%。

研究小组发现，盖亚-土卫二/香肠星比银河系恒星稍微年轻一些，但它们的年龄都接近 100 亿年。这表明，当盖亚-土卫二/香肠星撞入银河系时，银河系盘面的很大一部分已经就位。不过，麦克雷斯表示，即将到来的星系仍有可能引发一些新恒星的形成。要知道有多少，他们需要获得更多恒星的年龄。

荷兰格罗宁根大学天体物理学家托马斯·鲁伊斯-拉拉 (Tomás Ruiz-Lara) 表示，测量单个恒星的年龄代表着星系天文学的进步。托马斯·鲁伊斯-拉拉研究星系演化，但未参与这项新研究。

“如果你不能区分孩子、青少年和成年人，那么我们就无法对一个群体做出任何判断，”鲁伊斯-拉拉说。“但如果我能区分 40 多岁和 50 多岁的人，那么你就能更好地了解社会。对于星星来说，情况也一样。如果我们能够正确区分年龄，那么我们就能区分银河系历史中的个别事​​件。最终，这就是我们的目标。”