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银河系是食人族,古代恒星证实

艺术家对金属含量极低的红巨星S1020549的设想被其他恒星——雕刻家矮星系——包围。

在附近的矮星系中发现的一颗古老恒星似乎是长期寻求的关键证据,证实了一个领先的理论,即我们的银河系是通过“蚕食”围绕它运行的其他较小星系而成长的。

这颗恒星的金属成分较低,这表明它形成了137亿年前宇宙形成后诞生的第二代恒星。最初是在一个矮星系中发现的,而这类恒星只在银河系的中心才被发现,这支持了银河系中存在的古老恒星是从较小的矮星系中吞噬掉的观点。

卡内基研究所天文台的天文学家、研究小组成员乔希·西蒙说:“银河系晕是通过摧毁许多矮星系形成的最初想法似乎确实是正确的。”矮星系是一种小型星系,与银河系中发现的数千亿颗恒星相比,它们只包含几十亿颗恒星。

1978年,天文学家Leonard Searle和Robert Zinn提出了一种星系形成理论,称之为“自下而上的模型”,在该理论中,像银河系这样的大星系通过吞噬数十亿年来的相邻矮星系而获得了巨大的体积。

哈佛-史密森天体物理中心的天文学家安娜·弗雷贝尔领导了这项发现这颗老恒星的研究,她说:“如果你看一部我们星系的延时电影,你会看到一群矮星系像蜜蜂一样在它周围嗡嗡作响。”“随着时间的推移,这些星系粉碎在一起,将它们的恒星混合在一起,形成了一个更大的星系‘银河系’。”

如果真的是这样的话,那么在银河系和矮星系等大星系中都会发现相同种类的恒星,尤其是更古老的“贫金属”恒星。老恒星的金属较少(从天文学上讲,这些元素都比氢和氦重),因为需要几代恒星才能在其核壳中锻造出第一批重元素。

MilkyWay光环中的恒星金属含量非常低,金属丰度比太阳(一颗普通恒星)低100000倍。但过去十年的调查未能在矮星系中发现任何这样的贫金属恒星。

西蒙说:“银河系中的恒星似乎比任何矮星系中的任何恒星都要原始得多。”“如果矮星系是银河系的原始组成部分,很难理解为什么它们不会有类似的恒星。”

西蒙和他的同事怀疑,在矮星系中寻找贫金属恒星的方法存在偏差,导致他们错过了这些恒星中的大多数。为了找到这些难以捉摸的恒星,加州理工学院的团队成员EvanKirby开发了一种方法来估计一次大量恒星的金属丰度,从而提高了寻找贫金属恒星的效率。

当研究小组对矮星系雕刻家(约29万光年外)进行搜索时,你瞧,他们发现了一个似乎符合要求的starthat。

卡内基位于智利的麦哲伦-克莱望远镜对这颗恒星的光线进行了光谱测量,结果表明,这颗恒星中的金属丰度比太阳低4000多倍,是迄今为止在矮星系中发现的任何其他恒星的五倍。低金属计数意味着这颗恒星可能来自理论大爆炸后形成的第二代恒星。

弗雷贝尔说:“这颗恒星的年龄可能和宇宙本身差不多。”

研究人员预计,其他搜索将在矮星系中发现更多的贫金属恒星,尽管定位它们的一个挑战是这些恒星的距离和亮度。更大的光学望远镜可以帮助消除这个障碍。

这项研究在3月4日出版的《自然》杂志上有详细介绍。


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