北斗星中的一顆異形恆星信息，為何連元素比率都是獨一無二？

作者：文/虞子期

異形恆星，一個自帶吸引力的名詞，顧名思義，這正是一個特殊存在的恆星。科學家們在計算機中模擬了螺旋星系的形成，許多小星系堆積形成了暈圈的部分結構。哪怕是在合併的星系發生之後，其中依然會有個別恆星能保留其原始星系的化學痕迹。通過該恆星的化學指紋所提供的線索來看，在北斗星中有一顆特殊的恆星，就像是一個星系間的異形存在。

一個星系間的一顆異形恆星

根據這項新的研究得出，這顆特殊的恆星具有不同尋常的化學特徵，並且還與銀河系中所有已知恆星的化學特徵都不相同，反而是和附近矮星系中的恆星有諸多相同的地方。這顆名為J1124 4535的恆星，科學家們懷疑它的古怪起源應該是很久以前和銀河系相撞的矮星系。根據這個推理可以得出，這顆恆星困在我們附近的時間，應該是當矮星系分崩離析之時。

元素比率是獨一無二的恆星

2015年，中國大型天空多目標光纖光譜望遠鏡（LAMOST）首次在大熊座中發現了這顆恆星，日本斯巴魯望遠鏡也於2017年拍攝了更高解析度的圖像。通過收集到的恆星光譜讀數發現，這顆恆星的鎂等金屬的含量相對較低，但其重金屬元素銪的含量卻遠遠超出了科研人員們的預料。

科學家表示，如果和銀河系的其他恆星相比較，它的元素比率也是獨一無二的。恆星中的這些元素同時也反應了該恆星形成的塵埃和氣體雲的組成。在一般情況下，鄰近恆星的材料組成一般都是相同的，所以往往才會具有相似的化學特徵。但是，當一個恆星不同於這個群體中的其他恆星時，那麼，科學家們就需要到其他地方去尋找其可能誕生之處。

銀河系動蕩過去的證據之一

在之前的研究中，研究人員發現銀河系是通過碰撞和吸收較小的星系而形成，並且在報告中指出，在今天繞銀河系運行的矮星系中，像J1124 4535這樣金屬貧瘠的恆星是非常常見的。根據這項研究的結果，科學家們對J1124 4535的分析，提供了「數十億年前形成銀河系的古代銀河系合併」的最清晰的化學特徵，這也是暗示銀河系動蕩過去的宇宙證據之一。

在銀河系的中心，有一個獨特的凸起，科學家們認為其是大約100億年前與矮星系碰撞所產生。正是因為這次事件的發生，才導致了數十億顆恆星湧入了銀河系的核心，這其中便有一些是宇宙中最古老的橫恆星之一。在銀河系的未來，可能還有更大的粉碎會發生，比如：當我們的銀河系和另一個螺旋星系大麥哲倫星雲相撞。但我們目前還不需要對此有任何擔憂，因為至少還需要20億年才有可能上演這樣一幕。並且，預計在我們闖入仙女座星系之前，這種碰撞大約需要20到30億年的時間。

充滿神秘色彩的仙女座星系

仙女座和銀河系非常相似，也有自己的衛星星系，目前已知擁有14個矮星系，這其中最有名並容易觀測到的便是橢圓星系M110和M32。後者本可能是一個大星系，但因為核心被M31從星盤內剔除，核心區域經歷了恆星形成的暴增。在M31的的星系暈中，科學家們還發現了從這個衛星星系被剝離的富含金屬星的星流。M110所包含的一些灰塵路徑，也暗示了有恆星持續形成，這便是矮橢圓星系中存在的不同尋常的現象。

仙女座星系是少數藍移的星系之一，以大約每秒300公里的速度向太陽靠近，以每秒110-140公里的速度接近銀河系。很長時間以來，科學家們就知道M31的核心有一個密集又緊湊的新團，但在望遠鏡下卻感覺有很多模糊的星點環繞在核心周圍，並且核心的亮度也遠遠超過了最亮的球狀星團。如果仙女座星系和銀河系相撞，那麼很可能會合併形成一個巨大的橢圓星系或是一個大圓盤星系，只是這樣的事件很少在星系群中的星系中看到，科學家們尚無法確認當碰撞發生時，太陽系和地球的命運將會如何被改寫。

哪個恆星系統更容易倖存

大約在40億年後，銀河系會和鄰居仙女系進行碰撞，很長時期以來，天文學家們都在研究這兩個恆星系統中誰更有可能在該次大崩潰中倖存下來。雖然似乎和銀河系相距250萬光年的仙女座星系更受歡迎，但也有研究表示宇宙粉碎的結果可能兩者接近平局。在最新的仙女座星系（M31）質量確認後得出，銀河系與其質量相當，這也就是為什麼兩個星際碰撞不會有明顯的勝利者的判斷依據。

在估算星系質量的研究過程中，科學家們需要考慮望遠鏡中觀察到的物質和那些難以捕捉的暗物質，但是暗物質卻從未直接被觀測到。暗物質的量級又比宇宙中的可見物質高很多，而Kafle研究必須克服的「逃逸的恆星」，主要是這種暗物質的引力，可能正是這樣的方法才導致了仙女座的暗物質含量被高估。

恆星運動對星系質量的影響

在過去，對於星系質量的模擬，該方法中需要知道徑向速度，或星系中恆星朝向，或遠離地球上的觀察者移動的速率，以及恆星穿過天空相對太陽的運動，所以稱為適當的運動。但因為我們的望遠鏡在實際的觀察中還不夠靈敏，所以無法探測到M31星系中那些恆星的正常運動，以至於需要在適當運動星系的其他地方，對運動做出一些合理的假設。

在另一方面，Kafle使用的方法則不需要知道正確的運動。當兩個螺旋星系碰撞，這兩個驚人相似的星繫到底會變成什麼模樣？這便是以後科學家們的研究目標：模擬兩個星系究竟會如何相互作用。但至少有一件事是肯定的，一旦該事件發生，將會產生毀滅性的後果，而我們身處的太陽系也不太可能在沒有受到任何傷害的情況下生存。

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