新的调查发现 恒星形成的单一爆发造成了银河系的中央凸起

像大多数旋涡星系一样，银河系在其中心处有一个大致球形的恒星集合，称为凸起。凸起的形成方式是一个长期存在的谜，许多研究表明，随着时间的流逝，它会通过多次恒星形成而逐渐形成。

最新研究发现，超过100亿年前，我们银河系中央凸起中的大多数恒星形成于一次恒星形成爆发中。为了得出这个结论，天文学家在200平方度的天空(相当于1000颗满月)上对数百万颗恒星进行了调查。预计由此产生的大量数据将推动更多的科学查询。

我们的银河系的形状像两个背对背粘着的煎蛋。中央恒星凸起位于散乱的恒星盘中间。尽管这是无数旋涡星系的共同特征，但天文学家花了数十年的时间才迷惑了银河系中央凸起的形成方式和时间。是在10到120亿年前的银河系历史早期诞生的凸起中的恒星吗?还是通过多次形成恒星而逐渐形成了凸起?

一些研究发现了至少两次恒星爆发的证据，这些恒星爆发的年龄高达100亿年或30亿年。现在，一项针对数百万颗恒星的全面综合调查发现，银河系枢纽中心1000光年中的大多数恒星是在100亿多年前饱受注入气体吞噬时形成的。这个过程可能是由原始物质的简单积聚触发的，或者是与其他年轻星系合并等更具戏剧性的事件触发的。

共同首席研究员克里斯蒂安·克里斯蒂安(Christian)表示：“许多其他螺旋星系看起来像银河系，并且具有类似的凸起，因此，如果我们能够了解银河系是如何形成其凸起的，那么我们将对其他星系也是一样有一个很好的认识。马里兰州巴尔的摩市太空望远镜科学研究所的约翰逊。

印第安纳州布卢明顿市印第安纳大学的合著者Caty Pilachowski补充说：“这项调查以一种以前许多调查都无法做到的方式为我们提供了凸出的全景。”

为了得出结论，研究小组研究了恒星的化学成分。像许多好莱坞明星一样，银河隆起中的明星看起来像已经接受了宇宙肉毒杆菌毒素治疗-它们看起来比实际年龄还年轻。那是因为它们所含的重元素(比氢和氦重)大约与太阳相同-天文学家称之为金属。这是令人惊讶的，因为金属需要时间积累。它们必须由前几代恒星产生，通过恒星风或超新星弹出，然后再结合到后代。

我们的太阳已经有45亿年的历史了，它是一个相对较新的事物，因此它会充满金属是有道理的。相反，我们银河系中的大多数老恒星都缺乏重元素。然而，尽管凸出的恒星年事已高，但它们仍富含金属。

加利福尼亚大学洛杉矶分校首席研究员迈克尔·里奇(Michael Rich)说：“这种膨胀发生了一些变化。那里的金属堆积得非常快，很可能是在它诞生的最初5亿年之内。”

该小组使用了在不同波长的光下，特别是在紫外线下，测量的恒星亮度，以确定其金属含量。预计在不同时间形成的恒星平均具有不同的金属性。相反，他们发现距银河系中心1,000光年以内的恒星显示出金属聚集在单个平均值附近的分布。如果恒星是学生，金属性是美国年级，那么凸起的恒星都将具有稳定的“ C”平均水平，而不是一群“ A”学生和一群“ D”学生。这表明这些恒星是在短暂的恒星诞生风暴中形成的。

该团队对覆盖200平方度以上的一部分天空进行了调查，该区域大约相当于1000颗满月。他们使用了位于智利Cerro Tololo美洲天文台的Victor M. Blanco 4米望远镜上的暗能量相机(DECam)，这是NSF NOIRLab的一项计划。这款广角相机可以在单次曝光中捕捉3平方度的天空。

该团队收集了超过45万张个人照片，使他们能够准确确定数百万颗恒星的化学成分。本研究分析了70,000颗恒星的子样本。

“我们的调查是独特的，因为我们能够从紫外线到可见光到近红外光的波长扫描凸起的连续部分。这使我们可以清楚地了解凸起的各个组成部分以及它们的组成方式放在一起，”约翰逊说。

本次调查收集的大量数据将推动其他科学查询。例如，研究人员正在研究测量恒星距离的可能性，以制作更准确的凸出3D地图。他们还计划在其金属度测量值和恒星轨道之间寻找相关性。这项调查可以找到轨道相似的恒星“群”，它们可能是矮星系破裂的遗迹，或者可以识别出像星体相对于银河旋转的恒星一样的增生迹象。

银河系的隆起形成历史在银河系演化中是独特的还是普遍的?为了回答这个问题，天文学家将不得不研究遥远的年轻宇宙中的银河系组装——NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜是专门为这项任务设计的。里奇说：“有了韦伯，我们将有一个前排座位观看银河系形成这样的星系。”

Blanco DECam凸起调查以纪念Victor和Betty Blanco的名字命名。维克多·布兰科(Victor Blanco)是Cerro-Tololo美洲天文台的第一任主任。他和贝蒂·布兰科(Betty Blanco)还率先使用天文台的4米望远镜研究了银河膨胀和麦哲伦星云。

这些结果在《皇家天文学会月刊》上接受并发表的两篇配套论文中进行了报道。

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