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科学家发现识别银河系中的“外来移民”新线索
2019-04-30 19:04:58 来源: 新华网
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图为此次科学家发现的来自矮星系的亚巨星  供图:《中国国家天文》

  新华网北京4月30日电(王莹)记者从中国科学院国家天文台获悉,由中国天文学家领衔的中日合作研究团队证实了银河系内一颗重元素(包括银、铕、金、铀等)含量超高的恒星起源自被银河系瓦解的矮星系,这项重大发现首次揭示了银河系内重元素含量超高恒星的“身世”之谜,为银河系并合事件提供了确切、可靠的化学证据,为基于化学DNA识别银河系中的 “外来移民”提供了新的线索。成果于北京时间4月30日在国际科学期刊《自然·天文》在线发布。

  银河系的形成和演化一直是天文学家探究的热门问题,目前,天文界倾向认为宇宙中一开始有很多小分子云,这些分子云各自形成很小的包含恒星和气体的矮星系。这些矮星系不断碰撞合并形成更大的星系,也就是银河系的雏形,初始的银河系不断吞噬附近的矮星系,最终形成了现在规模的银河系。

  天文学家们一直努力寻找矮星系被银河系“吞吃”的证据,试图获知银河系中现有的恒星到底哪些是银河系原有的“土著居民”,哪些是来自近邻矮星系的“外来移民”,从而推动银河系形成与演化的研究。

  该论文第一作者、国家天文台邢千帆博士介绍说,为了回答这些问题,天文学家们从未停止探索的脚步。依托我国重大科技基础设施、中国天文学家自主研制的郭守敬望远镜(LAMOST望远镜)的海量光谱数据,研究团队在银河系中发现了一颗重元素含量超高的重金属恒星,这颗恒星的铕相对于铁的比率是太阳的10倍之多,大大超出了同类恒星的平均值,它携带了大量包括金元素在内的重元素,堪称银河系中的“金库”。

  据邢千帆博士介绍,目前,天文学家在银河系中仅发现了30余颗该类恒星。但新奇的是,此次发现的这颗恒星的镁元素以及其它alpha元素(包括硅、钙和钛等元素)的含量异常低,仅为同类恒星的五分之一,而具有类似化学成分的恒星在银河系近邻矮星系中却是普遍存在。这是国际上首次在银河系中发现低镁的重元素超丰恒星。

  如此稀有的恒星引起了天文学家们的强烈好奇,这颗星到底来自哪里?它是银河系里的“原始居民”还是来自近邻矮星系的“外来移民”?一系列的问题推动着天文学家继续前行。

  通过与日本国立天文台的天文学家进行后续8米光学望远镜高分辨率光谱联合观测,研究团队确定了这颗恒星中24种元素的含量,并与矮星系恒星和银晕场星进行了细致比较。对比发现:这颗恒星的化学成分与矮星系恒星高度吻合,明显不同于银河系的晕族恒星,表明这颗恒星来自于被银河系瓦解的矮星系,是银河系并合事件的确切和可靠的化学证据。

  据论文通讯作者、LAMOST运行和发展中心主任赵刚介绍,经过进一步分析,科学家发现,这颗恒星是在其原属的矮星系经历了极为罕见的中子星并合事件之后形成的。中子星并合产生大量的重元素, 显著提高了矮星系内重元素的含量。

  至此,这颗恒星的真实身份被揭晓:它是一个来自于近邻矮星系,携带“重金”投奔银河系的“外来移民”。

  这颗恒星的发现首次揭示了银河系内重元素超丰恒星的吸积起源,为银河系并合矮星系提供了清晰证据。它的“化学DNA密码”也为天文学家研究恒星起源提供了新的线索,帮助天文学家筛选银河系中的外来恒星“移民”。这些被发现的“外来移民”们将成为研究银河系并合历史的理想示踪体,将在人类研究银河系的形成与演化的漫长探索进程中扮演至关重要的角色。

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【纠错】 责任编辑: 王莹
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