盖亚解开了银河系的古老线索
欧空局的盖亚太空望远镜进一步解开了我们银河系的历史,发现了两条令人惊讶的恒星流,它们在120亿多年前形成并交织在一起。
这两条溪流,分别称为夏克蒂和湿婆,帮助形成了新生的银河系。两者都非常古老,很可能甚至早于我们当今银河系旋臂和盘中最古老的部分就形成了。
领导这项研究的德国海德堡马克斯·普朗克天文学研究所(MPIA)的凯蒂·马尔汉(KhyatiMalhan)表示:“真正令人惊奇的是,我们竟然能够探测到这些古老的结构。”“自从这些恒星诞生以来,银河系发生了如此巨大的变化,以至于我们无法如此清晰地识别它们作为一个整体,但我们从盖亚获得的前所未有的数据使这成为可能。”
利用盖亚观测,研究人员能够确定银河系中单个恒星的轨道及其内容和成分。“当我们可视化所有这些恒星的轨道时,有两种新的结构在具有某种化学成分的恒星中脱颖而出,”卡亚蒂补充道。“我们给它们取名为Shakti和Shiva。”该工作发表在《天体物理学杂志》上上。
真正古老的碎片
每条星流的质量约为1000万个太阳,年龄为12至130亿年的恒星都在非常相似的轨道上运行,其组成也相似。它们的分布方式表明它们可能形成为不同的碎片,并在银河系诞生之初就与银河系合并。
两条溪流都流向银河系的中心。2022年,盖亚利用一种“银河考古学”探索了银河系的这一部分;这表明该区域充满了整个银河系中最古老的恒星,它们都在银河系盘面完全形成之前就诞生了。
“那里的恒星是如此古老,以至于它们缺乏许多在宇宙生命后期产生的较重金属元素。这些重金属是在恒星内部锻造的,当它们死亡时散布在太空中。我们银河系中心的恒星缺乏金属,所以我们把这个区域称为银河系‘可怜的老心脏’”,合著者汉斯-沃尔特·里克斯(Hans-WalterRix)说道,他也是MPIA的成员,也是2022年工作的首席“银河考古学家”。
“到目前为止,我们只认识到这些非常早期的碎片,它们聚集在一起形成了银河系古老的心脏。通过萨克蒂和湿婆,我们现在看到了第一批看似相对古老但位于更远的碎片。这些标志着我们迈出了第一步。星系正在向目前的大小发展。”
复杂的家谱
虽然非常相似,但这两个流并不相同。夏克蒂星的轨道距离银河系中心稍远,并且比湿婆星的轨道更圆。这些溪流以印度教哲学中的一对神圣夫妇的名字命名,他们联合起来创造了宇宙(或宏观世界)。
大约120亿年前,银河系看起来与我们今天看到的有序螺旋非常不同。我们认为,我们的星系是由多个长而不规则的气体和尘埃细丝合并而成,所有这些都形成了恒星并包裹在一起,引发了我们所知的星系的诞生。沙基和湿婆似乎是其中的两个组成部分——未来的盖亚数据发布可能会揭示更多。
卡亚蒂和汉斯-沃尔特还绘制了其他已知成分的动态图,这些成分在我们银河系的形成中发挥了作用,并是使用盖亚数据发现的。其中包括Gaia-Sausage-Enceladus、LMS1/Wukong、Arjuna/Sequoia/I'itoi和Pontus。这些恒星群都构成了银河系复杂族谱的一部分,这是盖亚在过去十年中努力建立的。
欧空局盖亚项目科学家蒂莫·普鲁斯蒂(TimoPrusti)表示:“更多地揭示我们银河系的婴儿期是盖亚的目标之一,而且它肯定正在实现这一目标。”“我们需要查明银河系中恒星之间微妙但至关重要的差异,以了解我们的星系是如何形成和演化的。
“这需要极其精确的数据——现在,多亏了盖亚,我们有了这些数据。当我们发现银河系中令人惊讶的部分,比如湿婆流和夏克蒂流时,我们正在填补空白,并描绘出一幅更全面的图景,不仅是我们当前的情况家,而是我们最早的宇宙历史。”
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