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银河系的恒星从它们的出生地远距离移动

通过恒星迁移和化学丰度来探索银河系的形成和演化。发现隐藏的银河系历史!

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银河系。来源:Serge Brunier

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如果恒星只是待在它们的诞生地,那么绘制我们银河系的形成和演化过程就会非常容易,但可惜事实并非如此。银河系庞大的恒星群在不断向外扩张,被甩出它们的轨道,并与我们的星系一起不断演化。当然,这使得恒星的旅程充满激动人心,但这些渐进的运动使得我们很难确定恒星的起源并追踪我们的银河系历史。

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然而,一个研究团队已经找到了一种方法来深入了解恒星的过去,并确定它们在星系中的诞生地点。通过弄清楚我们恒星群的年龄和化学丰度,研究人员就能够拼凑出银河系的过去,并可能预测它的未来。

恒星的迁徙

恒星在其一生中的运动,称为径向迁移,取决于许多不同的因素。在像我们这样的旋涡星系中,人们认为恒星在与旋臂和星系核的强大引力相互作用时会被推向外围,并且在较小的星系入侵我们的边界时会被完全甩出轨道。

但幸运的是,我们已经找到了一种方法来梳理这种恒星的湍流。由于我们星系中散布着不同的元素,一颗恒星在特定时间和特定地点诞生,其化学成分将反映其形成的环境。所以,如果我们能够仔细观察一颗恒星并测量其内部材料的相对丰度,我们就可以追溯到它的诞生地并追踪它的迁移。

为了深入了解一批恒星,研究团队借用了欧洲南方天文台位于智利拉西拉天文台的 3.6 米望远镜的数据。他们分析了约 600 颗恒星,这些恒星曾被望远镜的高功率光谱仪 HARP 探测过,并能够估算出恒星的年龄和铁的丰度——铁是一种超新星遗留下来的元素,在恒星形成过程中被吸收。

他们的研究结果发表在《皇家天文学会月刊》上,表明这些恒星——它们今天都近距离地围绕着太阳运转——却诞生在远离银河盘的不同地方——它们从家园远行了相当长的距离。

图像的左侧显示了这批恒星的聚集位置。右侧显示了恒星在星系中的诞生地点。(来源:I. Minchev (AIP))

I. Minchev (AIP)

图像的左侧显示了这批恒星的聚集位置。右侧显示了恒星在星系中的诞生地点。(*来源:I. Minchev (AIP)*)

他们的模拟显示,样本中的较老恒星诞生于离星系中心较近的地方,而较年轻的恒星诞生于盘的更外围——这符合随着星系年龄增长,恒星形成逐渐向外扩展的理论。根据他们的估计,太阳本身也进行了一次漫长的银河系旅行,在其 46 亿年的生命中向外退行了约 2000 光年。

“在不久的将来,将这种方法应用于来自盖亚任务和地面光谱巡天的高质量数据,将能够更精确地测量迁移历史,从而了解银河系的过去,”该研究的合著者、莱布尼茨天体物理学研究所的 Friedrich Anders 在一份新闻稿中说。

通过追踪我们恒星群迄今为止的演变,我们还可以大致了解我们未来的方向,以及在未来 135 亿年后我们的星系可能是什么样子。

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