一个国际天文学家小组发现了 20 颗具有相似化学和轨道特征的古代恒星，表明它们都起源于研究人员称之为“洛基”的矮星系。科学家认为，这个小星系在数十亿年前我们星系的形成过程中被银河系吸收。该研究发表在《皇家天文学会月刊》上。
这项研究代表了理解星系如何形成和生长的重大进展。赫特福德郡大学博士后研究天文学家、该研究的合著者费德里科·塞斯蒂托（Federico Sestito）说：“我们可能已经发现了促成银河系形成的几个小系统之一。”
通过化学和轨道特征进行识别
对共同起源恒星的探测依赖于先进方法的结合。研究人员利用高分辨率光谱、轨道运动分析和理论模拟来解释这 20 颗恒星的特性。化学测量被证明对于推进研究至关重要，提供了以前的研究没有的数据。
“过去，我们必须观察这些具有特殊运动的古老恒星；然而，我们没有化学信息，而现在这项工作可以提供这些信息，”塞斯蒂托解释道。研究人员分析了以下样本：
- 恒星的元素组成（尤其是金属丰度水平）
- 银河盘中的轨道速度和轨迹
- 重元素的光谱特征
- 星系晕和矮星系的比较模拟
这 20 颗恒星的金属贫乏证实它们在宇宙的早期就形成了。这些原始恒星仅含有铁等较重元素的痕迹，这是它们早期起源的明确证据。这些恒星靠近银河系盘的独特位置——年轻、富含金属的恒星通常居住在那里——提供了它们共同起源的第二个强有力的指标。
矮星系的吸收动力学
银河系并不是孤立出现的。数十亿年来，我们的星系吸收了多个较小的星系，将它们的恒星和结构纳入了今天的星系系统的形成中。洛基的识别有助于绘制银河系合并和成长的复杂过程。
化学分析表明，这 20 颗恒星因特定的剧烈过程而变得丰富。研究小组检测到高能超新星、超新星、快速旋转的大质量恒星和中子星合并的特征。值得注意的是，他们没有发现白矮星爆炸的证据。这种缺失表明洛基很可能是一个“短命的高能矮星系”，其特征是强烈而快速的恒星形成。
探测隐藏星系的挑战
识别银河系内的古代星系面临着巨大的困难。尽管在银河系外围定位小型碎片和累积星系相对简单，但在中央盘中找到它们是一项相当困难的任务。该盘上密集地分布着数十亿颗具有相似化学成分的年轻恒星，使得选择和绘图变得极其费力。
塞斯蒂托强调了这项研究对于理解基本过程的科学重要性。这位天文学家说：“我们银河系中金属最贫乏的恒星，也是最古老的恒星之一，是极其重要的天体。它们可以为了解与银河系形成、元素起源和第一批恒星特性相关的早期过程打开一扇窗户。”
像洛基这样的许多其他古老星系可能仍然隐藏在银河系的郊区，仍在等待识别。 Sestito 团队目前的工作重点是系统地搜索这些塑造了我们银河系的原始系统。
观测天文学的未来前景
未来几年将推动技术进步，从而显着扩大检测能力。新的多目标光谱设施将同时提供来自数千颗恒星的化学数据，克服当前的观测限制。
“尽管这项工作可能受到观测到的恒星数量的限制，但未来看起来很有希望。我们将拥有多目标光谱设施，可以从数千颗恒星中获取化学信息，”塞斯蒂托预测。有了如此大量的数据，天文学家将能够识别多个古代恒星群，并准确地绘制出形成银河系的原始组成部分。对这些古老矮星系的详细了解将有助于建立更准确的星系演化模型和早期宇宙历史。