银河系的形成速度是否比我们想像的要快？

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原著：Jan Hattenbach

翻译：张国双

校对：胡敏，李宜稞

编排：王璞

后台：李子琦

原文链接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/did-the-milky-way-form-faster-than-we-thought/

新研究发现：第一批银河系恒星可能在大爆炸后的十亿年内聚集在一起。

一项研究发现，成千上万颗古恒星绕道的轨道与太阳非常相似，这表明银河系薄盘-银河系中心有序轨道上的许多恒星比我们之前想象的要古老。

星星像瓶子一样守口如瓶地守口如瓶地守口如瓶，就像好莱坞的星星一样。尤其是那些质量轻、寿命长的恒星，在他们长寿的大部分时间里，他们的外表几乎是一致的。为了估计恒星的真实年龄，科学家们一直在寻找隐藏的迹象，比如空气中很少含有比氢和氦更重的元素，也就是所谓的金属。

金属起源于大质量的恒星，通过超新星爆炸回收到星际介质中，从而在星际介质中慢慢形成下一代恒星。一颗恒星含有的金属越多(即金属量越高)，它通常诞生得越晚。

现实通常更复杂。只有在相对一致的恒星中，金属才会随着时间的推移而积累。例如，恒星会随着时间的推移在同一个气体云中积累金属。但是不同的恒星有不同的情况。

萨米尔尔说：“恒星年龄是最难检测的物品之一，” · 尼泊尔(德国波茨坦莱布尼茨天体物理研究所)说。他和他的同事想知道银河系内部 20 万颗恒星的实际年龄，必须另辟蹊径。

薄盘子里的古恒星

盖亚，欧洲航天局（Gaia）包括距离、温度和金属量在内的卫星为尼泊尔专家团队提供了精确的恒星数据。尼泊尔专家团队利用统计工具和机器学习技术，在盖亚星表中发现了约 8500 一颗恒星，其中大多数超过年龄的恒星 100 一亿年——是太阳年龄的两倍。一些恒星甚至超过了年龄。 130 亿万年，这意味着他们在大爆炸之后不到一亿年。 10 在一亿年内形成。

令人惊讶的是，这些“玛士撒拉星”离我们比较近，不超过太阳系。 3200 光年。他们在薄盘周围的银河系中心锻炼，这是我们在阳光明媚的夜晚看到的天空周围的微弱光带。银河系地区的恒星、灰尘和气体最密集。

但是，一直以来，我们认为银河系薄盘的年龄都比较小，大概是在 80 亿到 100 一亿年前形成的。因此，科学家们认为更古老的恒星将位于银河系中更广阔的厚盘中。然后，年龄高达 130 一亿年的恒星到底是怎么存在于薄盘中的？

团队成员克里斯蒂娜 · 基亚皮尼(也来自波茨坦)解释说:“我们的研究表明，银河系薄盘的形成时间可能比我们之前想象的要早得多，它的形成与银河系最内层地区的初始化学增加密切相关。”

更重要的是，一些样本恒星的金属含量较低，就像宇宙早期形成的恒星一样，但其他恒星的金属含量是年轻太阳中金属含量的两倍。很久以前，大量正在形成和爆炸的大质量恒星为银河系薄盘增加了金属元素——这证明仅仅依靠金属量是不够的。

尼泊尔补充道:“从理论角度来看，完全有可能有一个年龄超过一个年龄。 100 一亿年，金属量是太阳的两倍以上。”

与“当下”和“过去”相连。

据尼泊尔、基亚皮尼及其团队介绍，银河系的研究结果和詹姆斯韦伯天文望远镜（JWST）大型mm天文望远镜和阿塔卡马（ALMA）观测结果是一致的。科学家们用这些眼镜在遥远的星系中发现了闪亮的圆盘，这表明在宇宙早期，星系有序旋转，形成了大质量的恒星。

JWST/ALMA 我们观察到的星系离我们很远，它们的光来自于大爆炸后的大约。 10 一亿年或更早——这与银河系薄盘中新发现的古恒星基本相同。因此，银河系薄盘比我们以前认为的要年轻，这可能并不奇怪。

不过，还有一些需要注意的地方。剑桥大学(英国)研究古代恒星和古银河系的安克 · 阿德纳 - 阿伦森（Anke Ardern-Arentsen）评论说：“与我们所认为的宇宙早期银河系相比，JWST 发现宇宙早期的冷盘往往要大得多。现在，它们可能已经演变成比银河系大得多的星系。""

Ardern-Arentsen 虽然我没有参与这项研究，但我认为需要大量的证据来支持银河系的薄盘，比如与星系模拟进行比较，或者使用其他数据和研究方法来验证同样的结果。“如果有更多的证据支持银河系的薄盘出现在极早期，会对我们的星系形成模型产生有趣的影响，但不会完全颠覆。”

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