原星系是古代恒星的集合,银河系的其余部分从是中生长出来的。
银河系的中心区域,在加拿大碲化物上方可以找到射手座和古代恒星群。
研究银河系起源的天体物理学家可能已经发现了我们银河系的 “旧心脏”——原始的、古老的原子核,它所有的恒星和行星都围绕着它生长。
我们银河系中18,000颗最古老的恒星的集合位于射手座,它们来自银河系的原始人——一团原始的气体和尘埃,形成了一个年轻星系的第一批恒星——已经有125亿多年的历史了。为了发现恒星的原始群,天文学家利用了欧洲航天局 (ESA) 盖亚天文台的数据,目标是绘制最详细、最准确的银河系地图。
“长期以来,人们一直认为 (基于理论和模拟) 最古老的恒星位于银河系的正中心。我们现在已经展示了他们大量的存在,”研究的主要作者汉斯-沃尔特里克斯,德国海德堡天文学研究所的天文学家马克斯·普朗克,告诉《生活科学》杂志。“这就像在老城做考古学。我们已经表明,最古老和最原始的废墟位于 '现代' 城市中心。”
寻找我们银河系的古老心脏始于最拥挤的地区,它的中心凸起,寻找与大约130亿年历史的银河系年龄相同的一小部分恒星。为了像大海捞针一样从大海捞针,研究人员收集了盖亚收集的200万颗恒星的数据,这些恒星位于银河中心30度以内,寻找质量较低的恒星,金属含量低的长寿命恒星。与这种轮廓相匹配的恒星诞生于一个年轻得多的宇宙中,这个宇宙还没有被超新星爆炸分散在各处的重金属填满。
但这只是故事的一半,因为银河系中缺乏金属的恒星也可能来自较小的矮星系,这些星系在其整个生命周期中被撞击并与我们的星系合并。通过检查这些恒星在太空中的路径,同时只保留那些没有转向银河系缺乏金属的区域的路径,研究人员能够将构成古老心脏的恒星与起源于矮星系的恒星分开。这给研究人员留下了银河系生长的一些原始恒星骨架 ——他们估计这一种群的质量是我们太阳的5000万到2亿倍。研究人员称,由于较重的恒星比较小的恒星死亡得更快,其余的恒星平均比太阳轻约1.5倍。“这些恒星出生后约占恒星总质量的一半,” 里克斯说。“因此,到目前为止,(来自原星系的) 大约一半的恒星存活下来。"
研究人员对银河系现在暴露的古老心脏的检查揭示了两件事。首先,与年轻的恒星相比,由于旧的原始星系的恒星围绕银河中心的旋转要少得多,这证实了过去的观察,即银河系的核心开始了它静止的生命,随着银河系质心的增长,最终加快了旋转速度。其次,尽管与较小的星系有多个合并,银河系中心的恒星紧密聚集表明它的核心没有被其他星系的碰撞侵入。
“银河系从未被戏剧性地震动过,” 里克斯说。“我们的银河系过着受保护的生活。”随着进一步的研究,研究人员希望古老的心脏能教会他们更多关于我们银河系最早的年份,例如超新星的类型,在其产生时一定已经爆炸,以产生我们今天看到的早期化学元素的比例。