原星系是古代恆星的集合,銀河系的其餘部分從是中生長出來的。
銀河系的中心區域,在加拿大碲化物上方可以找到射手座和古代恆星群。
研究銀河系起源的天體物理學家可能已經發現了我們銀河系的 「舊心臟」——原始的、古老的原子核,它所有的恆星和行星都圍繞著它生長。
我們銀河系中18,000顆最古老的恆星的集合位於射手座,它們來自銀河系的原始人——一團原始的氣體和塵埃,形成了一個年輕星系的第一批恆星——已經有125億多年的歷史了。為了發現恆星的原始群,天文學家利用了歐洲航天局 (ESA) 蓋亞天文台的數據,目標是繪製最詳細、最準確的銀河系地圖。
「長期以來,人們一直認為 (基於理論和模擬) 最古老的恆星位於銀河系的正中心。我們現在已經展示了他們大量的存在,」研究的主要作者漢斯-沃爾特里克斯,德國海德堡天文學研究所的天文學家馬克斯·普朗克,告訴《生活科學》雜誌。「這就像在老城做考古學。我們已經表明,最古老和最原始的廢墟位於 '現代' 城市中心。」
尋找我們銀河系的古老心臟始於最擁擠的地區,它的中心凸起,尋找與大約130億年歷史的銀河系年齡相同的一小部分恆星。為了像大海撈針一樣從大海撈針,研究人員收集了蓋亞收集的200萬顆恆星的數據,這些恆星位於銀河中心30度以內,尋找質量較低的恆星,金屬含量低的長壽命恆星。與這種輪廓相匹配的恆星誕生於一個年輕得多的宇宙中,這個宇宙還沒有被超新星爆炸分散在各處的重金屬填滿。
但這只是故事的一半,因為銀河系中缺乏金屬的恆星也可能來自較小的矮星系,這些星系在其整個生命周期中被撞擊並與我們的星系合併。通過檢查這些恆星在太空中的路徑,同時只保留那些沒有轉向銀河系缺乏金屬的區域的路徑,研究人員能夠將構成古老心臟的恆星與起源於矮星系的恆星分開。這給研究人員留下了銀河系生長的一些原始恆星骨架 ——他們估計這一種群的質量是我們太陽的5000萬到2億倍。研究人員稱,由於較重的恆星比較小的恆星死亡得更快,其餘的恆星平均比太陽輕約1.5倍。「這些恆星出生後約佔恆星總質量的一半,」 里克斯說。「因此,到目前為止,(來自原星系的) 大約一半的恆星存活下來。"
研究人員對銀河系現在暴露的古老心臟的檢查揭示了兩件事。首先,與年輕的恆星相比,由於舊的原始星系的恆星圍繞銀河中心的旋轉要少得多,這證實了過去的觀察,即銀河系的核心開始了它靜止的生命,隨著銀河系質心的增長,最終加快了旋轉速度。其次,儘管與較小的星系有多個合併,銀河系中心的恆星緊密聚集表明它的核心沒有被其他星系的碰撞侵入。
「銀河系從未被戲劇性地震動過,」 里克斯說。「我們的銀河系過著受保護的生活。」隨著進一步的研究,研究人員希望古老的心臟能教會他們更多關於我們銀河系最早的年份,例如超新星的類型,在其產生時一定已經爆炸,以產生我們今天看到的早期化學元素的比例。