發現銀河系中古老的恆星竟然不在預期的位置
由於宇宙中的氫、氦是大霹靂時產生,其他較重元素如碳、鐵是通過天體的物理過程製造(如恆星核心核融合)。因此最早的恆星僅由氫和氦組成,隨著時間流逝,重元素的豐度逐漸增加,較年輕的恆星則傾向於有較高的金屬比例。
天文學家可以通過觀察恆星的光譜來確定其金屬含量,通常以對數定義的氫與鐵比率[Fe / He](太陽設為零點)表示。因此,星族I的比率至少為-1,這意味著它們[Fe / He]是太陽10%或更高。年齡較大的星族II其金屬比例低於星族I,而星族III(第一代恆星)則根本沒有金屬。在我們的銀河系中,這些恆星分佈不同。年齡最小的星族I多位於旋臂內,而年齡較大的星族II則位於銀河盤面的上下方,而銀暈往往是金屬性最低的恆星。這是有原因的,因為恆星誕生於銀河盤面內密集的氣體和塵埃中,尤其是在旋臂裡。隨著時間的流逝,恆星受重力影響使它們向外遷移。只有年齡較大的恆星才夠時間從盤面離開。
近年,澳洲天文學家使用天空製圖南方巡天計劃(SkyMapper Southern Survey)的1.35米望遠鏡確定475顆[Fe / He]比率小於太陽千分之一的恆星,原本預期它們是銀暈恆星,但是團隊使用蓋亞(Gaia)的數據計算這些恆星的位置和軌道時,卻發現其中11%位在銀河盤面,且軌道也非常圓類似於太陽,違背銀河演化模型。團隊認為有關銀河演化仍有不明白之處,需要大規模尋天觀測研究。
【圖:澳洲國立大學;文:節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2020年11月4日出版的英國《皇家天文學會月報》