银河系|带你走进银河系的新历史恒星|天文学家

在过去两年中，天文学家已经改写了我们星系的故事。
当撒哈拉以南非洲以采猎为生的科伊桑人凝视划破夜空的蜿蜒群星时，他们看到的是篝火的余烬（根据基因研究，科伊桑人在10万年前就已存在，为已知最古老的民族）；同样的星空在波利尼西亚水手看来，则是一条吞噬云朵的鲨鱼；古希腊人则看到了一股流淌的奶汁，并称之为“gala” ，这个词最终演变成了现代的“galaxy”；在中国，这条群星组成的雾状条带宛如银色的河流，也就是“银河”或“天河” 。

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到了20世纪，天文学家发现，我们身处的银河系只是一个巨大的“恒星岛”的一部分，银河的起源故事揭开了新的篇章。简单地说，该理论认为，我们的银河系是在近140亿年前由巨大的气体云和尘埃在引力作用下合并而成的。随着时间的推移，出现了两种结构：首先是一个巨大的球形“银晕” ，后来则变成一个密度大、亮度高的圆盘。数十亿年后，太阳系在这个圆盘中形成，也开始围绕其中心旋转。因此，当我们在夜晚向星空望去时，其实是从圆盘的内部向外看，因此银河系呈现出在天球上环绕一圈的带状。

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然而，在过去两年中，研究人员几乎改写了银河系历史的每一个主要章节，而这主要归功于他们得到了更好的数据。
2018年4月25日，欧洲空间局的盖亚（Gaia）空间望远镜发布了大量有关星空的观测资料。最为重要的是，盖亚的多年数据集详细描述了大约10亿颗恒星的运动。此前的调查只绘制了数千颗恒星的移动地图，而盖亚的新数据让原本沉寂的银河系成为天文学研究的热点。法国斯特拉斯堡天文台的天文学家费德里科·斯蒂托说：“盖亚开启了一场新的革命。 ”
天文学家们争相下载动态的恒星地图，随后取得了一系列发现。例如，他们发现圆盘的某些部分看起来古老得不可思议。他们还发现了剧烈碰撞塑造年轻银河系的证据。此外，新的迹象表明，银河系将继续以一种意想不到的方式发生搅动。
这些结果综合起来，为银河系动荡的过去和不断变化的未来勾勒出了一个新的故事。 “我们对银河系的认识变化得如此之快， ”英国爱丁堡大学的天文学家迈克尔·彼得森说， “主旋律是银河系并非一个静止的物体，其各个部分的情况都在快速变化。 ”

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最早的恒星为了回溯银河系最早期的岁月，天文学家需要寻找当时存在的恒星。这些恒星只由宇宙中最原始的物质——氢和氦——组成。幸运的是，这些早期恒星中较小的成员燃烧缓慢，因此许多恒星仍在发光。
经过几十年的调查，研究人员已经发现了42颗这样的古恒星。它们被称为超贫金属星（ultra metal-poor star）。这里的“金属”不同于一般意义上的金属，由于氢和氦在宇宙中的组成量占了压倒性多数，天文学家将所有更重的元素都视为金属。根据以往对银河系的标准认知，这些超贫金属星应当遍布银晕，即银河系最初形成的部分。相比之下，银河系盘面——被认为需要额外约十亿年的旋转才能变得扁平——中的恒星应该具有较多碳和氧等更重的元素。
2017年底，费德里科·斯蒂托开始研究这群超贫金属星是如何移动的，并通过编写代码来分析即将公布的盖亚观测资料。他认为，也许这些恒星的球形路径可以为银晕的形成提供一些线索。