圖中是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的銀河系中心膨脹區(qū)域。許多昏暗模糊的恒星是類(lèi)似太陽(yáng)的恒星，基于其化學(xué)成分不同，它們以不同速度環(huán)繞銀河系中心膨脹區(qū)域運(yùn)行。

新浪科技訊 北京時(shí)間1月20日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，多年以來(lái)，研究人員一直觀察銀河系中心膨脹區(qū)域中的恒星，發(fā)現(xiàn)這些恒星富含較重元素，它們的質(zhì)量比氫和氦更大，恒星運(yùn)行速度比沒(méi)有這些較重元素的恒星快兩倍。這項(xiàng)最新發(fā)現(xiàn)可能有助于解答一些問(wèn)題：銀河系中心膨脹區(qū)域是否由這些快速移動(dòng)恒星形成的，或者是形成于與另一個(gè)星系的遠(yuǎn)古碰撞過(guò)程，還是由以上兩個(gè)過(guò)程結(jié)合形成的。

1月11日，美國(guó)密歇根大學(xué)天文學(xué)家威爾·克拉克斯頓(Will Clarkston)在第231次美國(guó)天文學(xué)會(huì)會(huì)議上說(shuō)：“銀河系中心膨脹區(qū)域是星系的一個(gè)重要組成部分，它包含10-20%星系質(zhì)量，迄今為止科學(xué)家對(duì)它的形成進(jìn)化仍不是完全理解。”

克拉克斯頓梳理了哈勃太空望遠(yuǎn)鏡過(guò)去近十年的勘測(cè)數(shù)據(jù)，從而測(cè)量這些恒星盤(pán)繞星系中心的速度有多快。盡管陸基望遠(yuǎn)鏡已測(cè)量了這些恒星朝向或者遠(yuǎn)離太陽(yáng)的運(yùn)行狀況，但是基于哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)的最新研究揭曉了這些恒星如何環(huán)繞銀河系中心運(yùn)行。

克拉克斯頓說(shuō)：“我們的研究首次表明，在恒星運(yùn)行的側(cè)面存在差異性。”

銀河系中心膨脹區(qū)域的誕生

銀河系是一個(gè)典型的螺旋星系，旋臂在環(huán)繞銀河系中心膨脹區(qū)域的平面構(gòu)成曲線結(jié)構(gòu)，但是銀河系中心膨脹區(qū)域的形成仍是一個(gè)未解謎團(tuán)。在過(guò)去，天文學(xué)家認(rèn)為，銀河系中心膨脹區(qū)域是由古老恒星構(gòu)成。但是越來(lái)越多的證據(jù)顯示，銀河系中心膨脹區(qū)域存在著年輕恒星。結(jié)合其他觀測(cè)結(jié)果表明，銀河系可能曾經(jīng)與另一個(gè)星系發(fā)生碰撞。

美國(guó)太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所哈勃研究小組成員安娜麗莎·卡拉米達(dá)(Annalisa Calamida)說(shuō)：“當(dāng)前有許多理論描述銀河系和中心膨脹區(qū)域的形成，一些專家稱銀河系中心膨脹區(qū)域形成于130億年前，如果是這樣的話，膨脹區(qū)域所有的恒星應(yīng)當(dāng)非常古老，并且具有類(lèi)似的運(yùn)動(dòng)特征。但是也有專家認(rèn)為，中心膨脹區(qū)域形成于銀河系的生命期，當(dāng)?shù)谝慌阈钦Q生之后這些恒星開(kāi)始緩慢進(jìn)化。”

為了更好地理解銀河系中心膨脹區(qū)域，克拉克斯頓、卡拉米達(dá)和他們的同事分析9年以來(lái)的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)數(shù)據(jù)檔案，跟蹤觀察了中心膨脹區(qū)域大約1萬(wàn)顆類(lèi)太陽(yáng)恒星如何移動(dòng)。然后他們通過(guò)歐洲南方天文臺(tái)甚大望遠(yuǎn)鏡的光譜數(shù)據(jù)分析評(píng)估這些恒星的化學(xué)成分。

在比較了兩者之后，研究小組發(fā)現(xiàn)，由于恒星的化學(xué)成分不同，銀河系中心膨脹區(qū)域恒星的運(yùn)動(dòng)也發(fā)生了變化。對(duì)于天文學(xué)家而言，除了氫和氦的所有元素都被認(rèn)為金屬元素，他們發(fā)現(xiàn)含有較重元素的恒星快速環(huán)繞銀河系中心膨脹區(qū)域，它們比古老、缺少金屬元素的恒星運(yùn)行速度更快。

克拉克斯頓說(shuō)：“實(shí)際上我們以化學(xué)成分將這些恒星劃分為富含金屬和缺少金屬的恒星。”將這些恒星的運(yùn)動(dòng)與其它恒星進(jìn)行對(duì)比，將發(fā)現(xiàn)克拉克斯頓所說(shuō)的兩個(gè)恒星群體的“指紋”，這是一個(gè)模糊的圖像，突出了它們不同的速度。

他還指出，銀河系中心膨脹區(qū)域的恒星存在明顯的旋轉(zhuǎn)感，這有些令人吃驚。

3D膨脹區(qū)域

像犯罪現(xiàn)場(chǎng)的指紋一樣，最新調(diào)查結(jié)果并不能立即表明過(guò)去發(fā)生了什么，但是它們提供了強(qiáng)有力的線索能夠跟蹤調(diào)查。卡拉米達(dá)說(shuō)：“我們研究的這些恒星表明了這兩種類(lèi)型恒星的特征，因此這些分析將有助于我們更好地理解銀河系中心膨脹區(qū)域的起源。”

富含金屬的恒星形成于之前幾代恒星釋放的金屬，不同的誕生環(huán)境導(dǎo)致運(yùn)行速度的差異，或者它們可能是由一個(gè)碰撞星系產(chǎn)生的。

最新數(shù)據(jù)將有助于科學(xué)家更好地理解銀河系中心膨脹區(qū)域的形成過(guò)程。克拉克斯頓指出，其他研究人員已將這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用至模型之中，這將形成更詳細(xì)的預(yù)測(cè)，進(jìn)而檢測(cè)觀測(cè)結(jié)果。

克拉克斯頓說(shuō)：“我們已找到了‘恒星指紋’，我們希望進(jìn)一步發(fā)展‘太空法醫(yī)學(xué)’，這樣我們就能發(fā)現(xiàn)銀河系中心膨脹區(qū)域詳細(xì)的運(yùn)行情況。”

這項(xiàng)最新研究將作為美國(guó)宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡的“探路者”，該望遠(yuǎn)鏡將于2019年發(fā)射升空，它的一項(xiàng)任務(wù)是探索銀河系的遠(yuǎn)古歷史。與此同時(shí)，克拉克斯頓的研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃梳理更多的恒星檔案，對(duì)比它們的化學(xué)成分和旋轉(zhuǎn)運(yùn)行狀況。

克拉克斯頓說(shuō)：“哈勃太空望遠(yuǎn)鏡提供了對(duì)銀河系內(nèi)核的一個(gè)狹窄筆形射束觀測(cè)視角，同時(shí)，我們比之前的研究觀測(cè)到更多的恒星，下一步將有助于我們拓展研究分析，沿著不同視線進(jìn)行額外的觀察，這將使我們能夠?qū)︺y河系中心膨脹區(qū)域恒星復(fù)雜性進(jìn)行三維勘測(cè)。”(葉傾城)

關(guān)鍵詞： 銀河系 重金屬 恒星