銀河系中心膨脹區存在重金屬恆星 或破解起源之謎
多年以來，研究人員一直觀察銀河系中心膨脹區域中的恆星，發現這些恆星富含較重元素，它們的質量比氫和氦更大，恆星運行速度比沒有這些較重元素的恆星快兩倍。這項最新發現可能有助於解答一些問題：銀河系中心膨脹區域是否由這些快速移動恆星形成的，或者是形成於與另一個星系的遠古碰撞過程，還是由以上兩個過程結合形成的。
1月11日，美國密歇根大學天文學家威爾·克拉克斯頓（Will Clarkston）在第231次美國天文學會會議上說：「銀河系中心膨脹區域是星系的一個重要組成部分，它包含10-20%星系質量，迄今為止科學家對它的形成進化仍不是完全理解。」
克拉克斯頓梳理了哈勃太空望遠鏡過去近十年的勘測數據，從而測量這些恆星盤繞星系中心的速度有多快。儘管陸基望遠鏡已測量了這些恆星朝向或者遠離太陽的運行狀況，但是基於哈勃太空望遠鏡觀測數據的最新研究揭曉了這些恆星如何環繞銀河系中心運行。
克拉克斯頓說：「我們的研究首次表明，在恆星運行的側面存在差異性。」
銀河系中心膨脹區域的誕生
銀河系是一個典型的螺旋星系，旋臂在環繞銀河系中心膨脹區域的平面構成曲線結構，但是銀河系中心膨脹區域的形成仍是一個未解謎團。在過去，天文學家認為，銀河系中心膨脹區域是由古老恆星構成。但是越來越多的證據顯示，銀河系中心膨脹區域存在著年輕恆星。結合其他觀測結果表明，銀河系可能曾經與另一個星系發生碰撞。
美國太空望遠鏡科學研究所哈勃研究小組成員安娜麗莎·卡拉米達（Annalisa Calamida）說：「當前有許多理論描述銀河系和中心膨脹區域的形成，一些專家稱銀河系中心膨脹區域形成於130億年前，如果是這樣的話，膨脹區域所有的恆星應當非常古老，並且具有類似的運動特徵。但是也有專家認為，中心膨脹區域形成於銀河系的生命期，當第一批恆星誕生之後這些恆星開始緩慢進化。」
為了更好地理解銀河系中心膨脹區域，克拉克斯頓、卡拉米達和他們的同事分析9年以來的哈勃太空望遠鏡觀測數據檔案，跟蹤觀察了中心膨脹區域大約1萬顆類太陽恆星如何移動。然後他們通過歐洲南方天文台甚大望遠鏡的光譜數據分析評估這些恆星的化學成分。
在比較了兩者之後，研究小組發現，由於恆星的化學成分不同，銀河系中心膨脹區域恆星的運動也發生了變化。對於天文學家而言，除了氫和氦的所有元素都被認為金屬元素，他們發現含有較重元素的恆星快速環繞銀河系中心膨脹區域，它們比古老、缺少金屬元素的恆星運行速度更快。
克拉克斯頓說：「實際上我們以化學成分將這些恆星劃分為富含金屬和缺少金屬的恆星。」將這些恆星的運動與其它恆星進行對比，將發現克拉克斯頓所說的兩個恆星群體的「指紋」，這是一個模糊的圖像，突出了它們不同的速度。
他還指出，銀河系中心膨脹區域的恆星存在明顯的旋轉感，這有些令人吃驚。
3D膨脹區域
像犯罪現場的指紋一樣，最新調查結果並不能立即表明過去發生了什麼，但是它們提供了強有力的線索能夠跟蹤調查。卡拉米達說：「我們研究的這些恆星表明了這兩種類型恆星的特徵，因此這些分析將有助於我們更好地理解銀河系中心膨脹區域的起源。」
富含金屬的恆星形成於之前幾代恆星釋放的金屬，不同的誕生環境導致運行速度的差異，或者它們可能是由一個碰撞星系產生的。
最新數據將有助於科學家更好地理解銀河系中心膨脹區域的形成過程。克拉克斯頓指出，其他研究人員已將這項發現應用至模型之中，這將形成更詳細的預測，進而檢測觀測結果。
克拉克斯頓說：「我們已找到了『恆星指紋』，我們希望進一步發展『太空法醫學』，這樣我們就能發現銀河系中心膨脹區域詳細的運行情況。」
這項最新研究將作為美國宇航局詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的「探路者」，該望遠鏡將於2019年發射升空，它的一項任務是探索銀河系的遠古歷史。與此同時，克拉克斯頓的研究團隊計劃梳理更多的恆星檔案，對比它們的化學成分和旋轉運行狀況。
克拉克斯頓說：「哈勃太空望遠鏡提供了對銀河系內核的一個狹窄筆形射束觀測視角，同時，我們比之前的研究觀測到更多的恆星，下一步將有助於我們拓展研究分析，沿著不同視線進行額外的觀察，這將使我們能夠對銀河系中心膨脹區域恆星複雜性進行三維勘測。」
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