早期的银河系是如何形成的？一项新研究提供了迄今为止最好的证据，其中包括与一个重要卫星星系的合并。

通过使用天文学中相对较新的方法，研究人员能够确定该星系约100颗红巨星样本目前可能最精确的年龄。

有了这些和其他数据，研究人员能够展示约100亿年前，当银河系与一个被称为盖亚-恩克拉多斯（Gaia-Enceladus）的卫星星系合并时发生了什么。

“我们的证据表明，当合并发生时，银河系已经形成了大量自己的恒星。”该研究合作者、俄亥俄州立大学宇宙学和天体粒子物理中心的研究员Fiorenzo Vincenzo说。

许多“银河系自制”的恒星最终出现在星系中央的厚圆盘上，而大多数从盖亚-土卫二捕获的恒星则在星系的外光晕上。

“盖亚-恩塞拉多斯的合并事件被认为是银河系历史上最重要的事件之一，影响了我们今天观察它的方式。”英国伯明翰大学物理与天文学院领导这项研究的Josefina Montalban说。

在5月17日发表于《自然—天文学》的研究中，研究人员通过计算恒星的年龄，第一次能够确定，从盖亚-恩克拉多斯捕获的恒星与大多数在银河系内诞生的恒星有着相似或稍年轻的年龄。

Vincenzo说，两个星系的剧烈合并，改变了星系中已经存在的恒星的轨道，使它们更加偏心。

Vincenzo将这些恒星的运动比作舞蹈，其中来自前盖亚-恩塞拉多斯的恒星的运动方式与那些诞生于银河系的恒星的运动方式不同。Vincenzo说，这些恒星甚至“穿着”也不一样，来自外部的恒星与来自银河系内部的恒星显示出不同的化学成分。

研究人员使用了几种不同的方法和数据来源开展这项研究，比如使用了星震学来获得如此精确的恒星年龄。这是一个探测恒星的内部结构的相对较新的领域。

美国俄亥俄州立大学天文学系博士后助理研究员Mathieu vard说，星震学家研究的是恒星的振荡，也就是在恒星内部波动的声波。“这使我们能够得到非常精确的恒星年龄，这对于确定银河系早期发生事件的年表非常重要。”vard说。

这项研究还使用了一种称为APOGEE的光谱调查，它提供了恒星的化学成分——另一种帮助确定它们的年龄的方法。

“我们已经展示了星震学与光谱学结合来确定单个恒星年龄的巨大潜力。”Montalban说。不过，作者表示，这项研究只是第一步。

“我们现在打算将这种方法应用到更大的恒星样本中，并包括更细微的频率光谱特征。这将最终使我们对银河系的组装历史和进化有更清晰的认识，并创造出银河系发展的时间线。”Vincenzo说。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-021-01347-7