研究发现银河系厚盘比已知古老20亿年

在地球上所见的银河系。（Shutterstock）

根据最新采集的盖亚（Gaia）数据，研究人员发现银河系中心的厚盘区域原来在大爆炸之后仅8亿年的时间已经诞生，比以前所知的早了20亿年。

盖亚观测站是欧洲太空局（ESA）2013年发射升空的太空观测器，耗资10亿美元建造，位于地球和太阳之间的拉格朗日2点（L2）轨道上，距离地球100万英里。

德国马克斯普朗克天文研究所（Max Planck Institute for Astronomy）的研究人员通过分析恒星的金属丰度（metallicity）有了这项发现。金属丰度就是恒星内含有比氢、氦重的化学元素的比例。天文学家认为在宇宙大爆炸诞生的初期只有氢元素，在不断演化的过程中逐渐产生各种重元素，于是用金属丰度作为衡量天体年龄的一个重要指标——金属丰度越低，其诞生的时间点越早，也就是年龄越大。

以前，科学家估计恒星年龄的误差在20%～40%左右。这份研究的主要作者之一、马克斯普朗克天文研究所的向茂生（Maosheng Xiang，音译）说，使用盖亚数据，他们把一部分恒星的年龄误差降到了只有几个百分比的水平，从而拼凑出了关于银河系及里面恒星的更完整的演化历史。

他们发现银河系的发展经历了两个明显的阶段。第一阶段始于宇宙大爆炸后仅8亿年的时间，银河系中心厚度较大的银盘区域开始出现，里面开始产生新星。

天文学家把银河系大致分为厚盘（就是银河系中心鼓起的区域）、薄盘（银河系内大部分恒星都位于薄盘内，太阳系也在这里），以及环绕在薄盘外面的晕圈区域。银河系厚盘的厚度大约是薄盘的两倍多，但是半径小一些，厚盘内恒星的数量只占银河系内恒星总数的百分之几。

研究称，在第一阶段开始之后大约20亿年的时间里，一个矮星系并入银河系。这次的合并为银河系带来了大量恒星和养分，促进了银河系开始第二阶段旺盛的发展过程。厚盘区域的大部分新星在第二阶段诞生;此时，薄盘区域也开始形成。

这份分析还发现，在并入的矮星系催生的第二阶段，厚盘区内恒星的金属丰度增长了10倍。更惊人的是，研究者发现里面恒星的金属丰度都差不多，这说明此时期内用于诞生新星的气体被混合得很均匀，从而推测早期银河系厚盘内气体的活动很动荡。研究发现，银河系厚盘区域的新星诞生阶段一直持续到大爆炸后大约60亿年的时候，也就是宇宙大约60亿岁的时期。此时，厚盘区内诞生新星的养分基本耗尽。

这份研究3月23日发表于《自然》（Nature）期刊。