科學家發現鑒定銀河系「移民」新方法

　　本報北京5月5日電（記者齊芳）科學家們已經發現，類似銀河系這樣的大型星系是通過合併周邊的矮星系不斷成長、壯大的。但究竟如何鑒別哪些恆星是銀河系的「原住民」、哪些恆星是「移民」呢？由我國科學家領導的中日研究團隊為鑒別「移民」提供了一種新方法——化學「DNA」識別。

　　這一發現發表於北京時間4月30日凌晨出版的科學期刊《自然·天文》上。

　　文章的通訊作者、中國科學院國家天文台趙剛研究員介紹，研究團隊證實了銀河系內一顆重元素（包括銀、銪、金、鈾等）含量超高的恆星起源自被銀河系瓦解的矮星系，並首次揭示了這類稀有恆星的吸積起源，深化了對重元素產生機制的認識，為基於恆星化學成分識別來自附近矮星系的恆星提供了重要線索。

　　文章第一作者、中國科學院國家天文台邢千帆博士解釋，通過研究恆星的光譜，我們可以推斷出恆星的化學成分，而恆星很大程度上保留了它誕生時所處環境的化學成分，被稱為「星星的DNA」，不同星系恆星的化學成分會有很大差別，因此通過分析恆星的化學成分可以追溯它們的起源。

　　研究團隊首先利用我國重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡（LAMOST）提供的海量光譜數據，遴選出銀河系中特殊的恆星——重金屬元素「超標」的恆星，科學家稱它們是「快中子俘獲過程元素超豐恆星」。邢千帆解釋，第一代恆星在它們的核心爐中逐漸煉成各種化學元素，其中比氦重的元素都被天文學家稱為「金屬」元素，比鐵重的元素稱為「重金屬」元素。當第一代恆星以超新星爆炸的方式結束生命後，它們所產生的化學元素就成為新一代恆星的「原料」。邢千帆說：「宇宙中比鐵重的元素主要是通過原子核與中子撞擊產生，如果被原子核所捕獲的中子速率比中子衰變的速率快，該過程產生的元素就被稱為快中子俘獲過程元素。像人們熟知的貴金屬黃金，製造原子彈所用的鈾，在地殼中含量僅有0.000106%並被稱為最稀有元素的銪，都屬於比鐵重的快中子俘獲過程元素。」

　　研究團隊在銀河系暈內發現的這顆重金屬「超標」恆星，是目前已知鐵含量最高的快中子俘獲過程元素超豐恆星，也是國際上首次在銀河系中發現低鎂的快中子俘獲過程元素超豐恆星。這顆恆星的銪相對於鐵的丰度是太陽的10倍有餘，大大超出同類恆星的平均值，目前在銀暈中僅發現了30多顆該類型的恆星；但這顆恆星的鎂元素以及其他alpha元素（包括硅、鈣和鈦等元素）的含量卻異常低，僅為同類恆星的五分之一。這與銀河系中的大部分恆星不同，但在銀河系近鄰矮星系中卻是普遍存在。

　　之後，研究團隊又利用日本國立天文台8米光學望遠鏡高解析度光譜聯合觀測，確定了這顆恆星中24種元素的含量，並與矮星系恆星和銀暈場星進行了細緻比較。對比發現這顆恆星的化學成分與矮星系恆星高度吻合，明顯不同於銀河系的暈族恆星，表明這顆恆星來自於被銀河系瓦解的矮星系，是「外來移民」，為銀河系併合事件提供了確切和可靠的化學證據。而這或許也將成為科學家們以後判斷銀河系內恆星是「原住民」和「移民」的關鍵線索。

　　不僅如此，科學家們還為銀河系內快中子俘獲過程元素超豐恆星的起源提供了一種新解釋——進一步的分析顯示這顆恆星是在其原屬的矮星系經歷了極為罕見的中子星併合事件之後形成的，也就是說這顆恆星內大量的快中子俘獲過程元素很可能是在中子星併合事件中產生的。

　　邢千帆說：「研究團隊將繼續深入研究，爭取弄清楚銀河系中『原住民』和『移民』的比例，進一步推進人類對星系形成和演化的認識。」

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