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银河系古老的中心地带是怎样的?天文学家分析了核球中10000颗恒星

 牛人的尾巴 2018-01-15

 

  我们生活在美丽的银河系中,这是一个典型的棒旋星系,横跨大约10万至12万光年的区域,用英文称呼它叫Milky Way Galaxy,估计在银河系里居住着4000亿颗恒星,甚至更多。银河系的中心是一个非常拥挤的球形恒星核球,核球周围环绕着扁平的旋涡状恒星盘、气体和尘埃,所有的这些又都笼罩在老年恒星、星团和两个小伴星系组成的银河系晕里。

  太阳系距离银河系中心大约26000光年,太阳绕着银河系中心走一圈大概需要2.5亿年的时间。银河系也是一个非常古老的星系,根据天文学家的估计,宇宙大约有138.2亿岁,而银河系的年纪大概是136亿岁。不过,银河系并不是一天长成的,不同区域的年纪是不一样的,其中有些组成部分已经存在很长时间了。

  如果我们用哈勃太空望远镜看向银河系的中心地带,你将被眼前闪耀的密密麻麻的恒星所震惊,年老的红巨星和如太阳般年轻的恒星们共同生活在那里。多年来,天文学家对银河系的中心核球有一个简单的看法,他们认为这是一个由老年恒星所组成的寂静的地方,那些恒星则是银河系最早出现的一批居民。由于银河系中心区域的环境十分拥挤,想要较为细致地调查核球,了解此地恒星的真实运行状况非常困难。

  

  图:这张哈勃太空望远镜的图像显示的就是银河系的中心地带,图像中大部分明亮的蓝色恒星或许都是位于前景中的银河系银盘里新近形成的恒星。Credit: NASA, ESA, and T. Brown (STScI); Science: NASA, ESA, W. Clarkson (University of Michigan-Dearborn), and A. Calamida and K. Sahu (STScI)

  现在,一个最新的研究结果被公布了。天文学家分析了核球中10000颗类似太阳的恒星,结果显示,我们星系的中心是一个由各种不同年龄、以不同速度运行的恒星所构成的动态环境,这些星星就像熙熙攘攘的繁忙旅客一样在机场里穿梭来往。这个结论是基于九年来美国宇航局哈勃太空望远镜的档案资料得出的。

  研究人员说,这项研究或许将为了解我们星系的演化提供新的线索。

  研究团队由密歇根大学迪尔伯恩分校的Will Clarkson领导,他们发现,核球中恒星的运动情况是不同的,而这又取决于恒星的化学组成。那些富含比氢和氦更重元素的恒星较少有无序运动,与那些缺乏更重元素的老年恒星相比,它们围绕银河系中心运行的速度更快。

  太空望远镜科学研究所的Annalisa Calamida说:“有很多理论描述了银河系和中央核球的形成,”“有的理论认为当银河系在130多亿年前刚刚出现时核球就形成了,在这种情况下,核球中所有的恒星都应该非常古老,并且共有一个相似的运动。但是其他理论认为,核球在银河系的历史中是较后出现的,在第一代恒星诞生后慢慢演化而成。在这种情形下,核球中的某些恒星将年轻一些,它们的化学成分富含了前几代恒星死亡时排出的较重元素,并且与较年长的恒星相比,它们应该显示出不同的运动状态。我们的研究中的恒星均表现出了这两种模型的特征,因此这一分析可以帮助我们理解银河系核球的起源。”

  天文学家根据恒星的化学成分进行了分类,然后比较各组的运动。他们通过研究恒星的颜色来确定其化学成分,又根据其重元素(铁)丰度将这些恒星分成两个大组,结果发现,富含重元素恒星的移动速度是另一组的两倍。

  该研究的数据来自哈勃太空望远镜的先进巡天相机(Advanced Camera for Surveys)和第三代广域照相机(Wide Field Camera 3),光谱数据则来自欧南台的甚大望远镜,用来帮助估计恒星的化学成分。

  参考资料:

  https://www./releases/2018/01/180111162930.htm

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