新的天文发现改写银河系的年龄

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科学家利用两座超大望远镜，重新确认了对银河系的形成时间和形成方式的认知。



艺术图，欧洲航天局的盖亚航天器在银河系中定位恒星

误判某人的年龄可能会很尴尬，尤其是当相差几十亿岁的时候。3月23日发表在《自然》杂志上的一项研究表明，我们的银河系可能就是这样。在这项新的研究中，科学家们利用两架强大的望远镜收集的亮度、位置和化学成分数据推断出银河系中大约25万颗恒星的年龄。这两架望远镜分别是欧洲航天局(ESA)的“盖亚轨道天文台”和中国的“大天空区域多目标光纤光谱望远镜”(LAMOST)。
研究小组发现，银河系中被称为“厚盘”部分的数千颗恒星大约在130亿年前开始形成，比预期的时间早了20亿年，仅在大爆炸后8亿年。“我们的研究结果提供了关于银河系那部分的精致细节，比如它的生日、恒星形成速率和金属元素富集历史，”该研究的首席作者、德国海德堡马普天文研究所的天体物理学家向茂盛在一份声明中说。“利用盖亚轨道天文台的数据将这些发现整合在一起，将彻底改变我们对银河系形成时间和方式的认识。”



这张图展示了银河系的结构，中间有一个巨大的凸起，两边有两个恒星盘(厚盘和薄盘)。

银河系是一个螺旋星系，直径约为10.5万光年，但螺旋星系的所有部分在厚度、组成或恒星密度上都不是均匀的。在我们星系的中心附近有一个巨大的恒星凸起(可能还有一个超大质量的黑洞，它的引力将星系凝聚在一起)。在凸起的两侧呈涟漪状的是星系的圆盘，它由两个主要部分组成，“薄盘”和“厚盘”。
“薄盘”部分包含了我们从地球上可以看到的大部分恒星，它们与恒星形成的气体云混合在一起。与此同时，“厚盘”的高度大约是“薄盘”的两倍，但半径要小得多，只包含了我们在天空中可以看到的恒星的一小部分。银河系的“厚盘”部分也被认为是更古老的，其中没有气体和尘埃，和它最开始形成的时候一样。
在他们的新研究中，研究人员观察了整个银河系的恒星，重点关注一种被称为亚巨星的特定类型的恒星。这些恒星的核心已经停止产生能量，并正在缓慢地转变为红巨星，这是一种正在坍缩为白矮星的巨大恒星。据研究人员称，亚巨星阶段是恒星演化过程中一个相对短暂的阶段，这意味着天文学家可以更准确地估计这些恒星的年龄。
相比于年轻的恒星，较老的恒星往往在特定的亮度范围内发光。该团队能够通过计算机模拟运行两个望远镜的数据来确定它们的恒星样本的日期。研究人员发现，银河系厚盘中的恒星确实比其他地方看到的恒星要古老得多，更人惊讶的是这些恒星比之前的研究表明的要古老数十亿年。
据研究人员称，这一发现可能会改写银河系的历史。薄盘和厚盘中恒星的年龄差异表明，我们的银河系是在两个离散的阶段形成的。首先，在大爆炸8亿年后，恒星开始在厚盘中形成。大约20亿年后，当另一个星系与我们的年轻的银河系星系相撞时，厚盘中恒星的形成大大加速，开启了星系演化的第二阶段。在第二阶段，厚盘迅速充满了恒星，此后第一波恒星形成开始于薄盘。
该研究的作者希望在今年6月盖亚轨道天文台的第三个数据集发布后，能进一步充实这个故事的细节。“随着每一个新的分析和数据的发布，“盖亚”让我们能够以前所未有的细节拼凑我们星系的历史，”欧洲航天局盖亚项目科学家蒂莫·普鲁斯蒂在声明中说。

本文参考livescience文章，“The Milky Way's 'thick disk' is 2 billion years older than scientists thought
”，如有兴趣还可查阅原文。


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