銀河系如何及何時匯聚的新證據

一項新的研究為早期銀河系的形成，以及如何與一個關鍵衛星星系的合併提供到今為止的最佳證據。利用這個方法，天文學家得知銀河系中約一百顆紅巨星目前最精確的年齡，而這些資料能夠推測出銀河系大約在一百億年前與一個稱為蓋亞-埃克斯拉德斯（Gaia-Enceladus）的衛星星系在合併時發生什麼事。

研究團隊根據證據顯示，在合併發生時，銀河系早已形成大量自己的恆星，這些自製的恆星中，大部分位於銀河系中央的厚圓盤中，而從蓋亞-埃克斯拉德斯衛星星系捕獲的大多數恆星則分布在銀河系的外暈中。

與蓋亞-埃克斯拉德斯的合併事件是銀河系歷史上最重要的事件之一，通過計算恆星的年齡，研究人員首次能夠確定從蓋亞-埃克斯拉德斯捕獲的恆星，與大多數在銀河系內誕生的恆星相比，年齡較為年輕或相仿。

兩個星系之間的劇烈合併改變了銀河系中恆星軌道，使它們變得更偏離核心。研究人員將恆星的運動比擬做一場舞蹈，來自蓋亞-埃克斯拉德斯的恆星與在銀河系內出生的恆星的運動方式不同，這些恆星甚至成份也不同，來自外部的恆星顯示出與銀河系內出生的恆星不同的化學成分。

研究人員使用了幾種不同的方法和資料來源來進行他們的研究，其中能夠獲得如此精確恆星年齡的方法之一是通過使用星震學，這是一個相對較新的領域，透過研究恆星內部頻率不同的聲波，探測恆星內部的構造，進而得到精確的恆星年齡，這對於確定早期銀河系中發生事件的時間順序非常重要。這項研究還使用一種名為阿帕奇點天文台銀河演化實驗（Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment，簡稱 APOGEE）的光譜調查，該調查提供了恆星的化學成分，另一個確定恆星年齡的輔助手段。

研究人員表示我們已經展示了星震學與光譜學相結合的巨大潛力，可更加精確地得知恆星的年齡。並且打算將此方法應用於更多的恆星樣本，包括測得頻譜更微妙的特徵。這將使我們對銀河系的發展歷史和演變有更清楚的了解，建立銀河系發展的時間軸。

【圖：歐洲南方天文台；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6日出版的《天體物理學快報》