用盖亚探测器发现了秘密的银河系的“古心脏”

By Ben Turner

2022/10/12

原星系是一个古代恒星的集合从其银河系的剩下生长

在加拿大特柳赖德上空的银河系的中心区域，在那里射手座和古代恒星群能被发现。(Image credit: John Sirlin/Alamy Stock Photo)

调查银河系起源的天体物理学家可能已经发现了我们星系的“古老的心”------围绕它所有它的恒星和行星生长的起源的古老的核。

我们星系的位于射手座的集合的18000颗最古老的恒星来自银河系的原星系------一个形成一个年轻星系的第一批恒星的原始的气体和尘埃的质量------是125亿岁老。研究人员发现了被估计占我们星系总质量的0.2%，这个星系群是围绕其整个银河系最终生长了的核心。该发现于9月8日发表在预印本服务器arXiv上，目前还没有被同行评审。

为了发现原始的恒星群，天文学家们从欧洲航天局（ESA）盖亚天文台------一艘在2013年发射目的是映射最详细、最准确的银河系的3594磅（1630公斤）的航天器。

研究的主要作者德国海德堡马克斯普朗克天文学研究所的天文学家汉斯-沃尔特·里克斯告诉《生活科学》杂志，“长期以来人们一直相信（基于理论和模拟）最古老的恒星位于一个星系的最中心。我们现在已经向他们显示了在那里有大量的，就像在老城里做考古学一样。我们已经证明了最古老和最原始的废墟是在“现代”城市中心”。

发现我们星系的最古老的心脏始于搜索最拥挤的区域，它的中心凸起，为与大约130亿岁老的银河系年龄相同的一小部分恒星。

为了像海里捞针一样拔出这个小群，研究人员一起拉在盖亚从200万颗位于银河中心30度以内的恒星上收集了的数据上，搜索低质量、长寿命有低金属含量的恒星。与这一配置匹配的恒星被诞生于一个与更年轻的还没有被超新星爆炸广泛散落远处的重金属充满的宇宙中。

但这只是故事的一半，因为银河系中缺乏金属的恒星也已经来自于更小的在它的一生中撞击并与我们的星系合并的矮星系。通过检查这些恒星穿过太空的路径同时只保留那些没有转向出去进入星系的金属贫乏区域的恒星，研究人员能够将恒星从来自起源于一个矮星系形成古老心脏的恒星中分隔出来。

这给研究人员留下了一些围绕其银河系生长了的恒星的起源骨架------一群他们估计它们是比我们自己的太阳更大质量5000万到2亿倍之间的恒星。按照研究人员，因为更重的恒星比更小的恒星死得更快，剩下的恒星平均上比太阳更轻1.5倍左右。

里克斯说，“这些恒星约占从前出生了的恒星总质量的一半，因此，大约有一半的恒星[从原星系]存活到今天”。

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研究人员的银河系的现在暴露的古代心脏的检查揭示了两件事。首先，与年轻的恒星相比老的原星系的恒星远更少的围绕星系中心旋转，这证实过去的银河系的核静止的开始它的生命最终随着星系质心生长而拾起旋转速度的观测。

其次，尽管与更小的星系多次合并，但银河系中心的恒星的紧密聚束指向它的核没有已经没有受到来自其他星系碰撞的入侵。

里克斯说，“银河系已经从未被急剧的震动过，我们的银河系过着一个受庇护的生活”。

用进一步研究，研究人员希望这颗古老的心脏能教他们甚至更多关于我们的星系的早年，比如一定在它的创造来产生我们今天看到的早期化学元素的比例期间已经爆炸超新星的类型。

https://www.livescience.com/milky-way-protogalaxy-discovered-by-gaia