天文学家在一项新研究中表明，银河系在100亿年前的一次“猛烈碰撞”中吞噬了一个质量仅为其质量四分之一的星系，这一“剧烈碰撞”并没有完全满足亿万年的需要。以前的研究表明，银河系是由两组独立的恒星组成，但是星系合并的精确年表仍然难以捉摸。来自加拿大阿斯特罗非西卡研究所(IAC)的天文学家利用盖亚太空望远镜，在距离太阳6500光年的范围内，精确测量了银河系中大约100万颗恒星的位置、亮度和距离。
发现了两组不同的恒星：一组“更蓝”，含金属更少，另一组“更红”，含金属更多。在研究了它们的运动和组成之后，天文学家确定这两组恒星都同样古老，但是更蓝那组恒星被设定为一种“混沌运动”——这是银河系在遥远时间深处吞噬一个较小星系的证据。发表在《自然天文学》上的这项研究的主要作者Carme Gallart说：我们研究的新奇之处在于，已经能够确定合并星系中的恒星确切年龄，并且通过知道这些年龄，就可以知道合并发生的时间。
这次碰撞发生在大约100亿年前，可能需要数百万年才能展开。这是一个非常渐进的过程，它不像汽车碰撞，而是对整个银河系产生影响。它非常巨大，所以从人类的角度来看，它发生得很慢，而从宇宙的角度来看，就没那么慢了。研究小组认为，被称为盖亚-恩克拉多斯矮星系的残余合并，最终形成了今天银河系的光晕。同时还确定，这次碰撞在大约40亿年时间里促成了恒星形成的“猛烈爆发”，在那之后，这些形成气体进入了贯穿星系中心的银河系薄圆盘。
银河系包含至少2000亿颗恒星，其中心有一个强烈的射电源，据信是超大质量黑洞人马座A*。了解一个星系一生中形成的恒星年龄，是了解其形成和演化的基础。然而，恒星年龄是很难得到的，因为它们不能通过观测来测量，但需要与恒星模型进行比较。另外，年龄分布可以通过应用稳定的色度图拟合技术来得到，该技术迄今主要用于研究银河系附近的星系。由于缺乏精确的恒星年龄，星系合并时间和恒星在银河系早期演化中的作用仍然不清楚。
新研究展示了这两组银河系光晕序列中，恒星具有相同的年龄分布，并且比大多数厚盘恒星都要老。恒星年龄分布在100亿年前的截止时间，可以用盖亚-恩克拉多斯在银河系的吸积时间确定。加上对星系形成的最先进宇宙学模拟，这些年龄使天文学家能够对塑造银河系的早期事件序列进行排序。研究确定这些红序恒星是在银河系始祖内形成的第一批恒星，恒星的运动学表明，这些恒星构成了人们长期寻找的银河系原始光晕。
参考期刊《自然天文学》
DOI: 10.1038/s41550-019-0829-5
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