陕西
银河系差不多已经走过了130多亿年的岁月，探索银河系的历史就像一场宇宙考古，天文学家总能通过最古老的恒星，拼凑出星系的诞生与成长史。
这些诞生于宇宙初生时刻的恒星，是宇宙里的活化石：它们身上几乎只带着宇宙大爆炸留下的氢和氦，像铁等这些重元素的含量还不到太阳的百分之一，天文学上称这些恒星为极贫金属星。
按照经典的星系形成理论，这些银河系的元老级恒星，本该散落在银河系外围巨大的球形银晕里，可近几十年，天文学家却发现了一件颠覆认知的怪事：约三分之一的这类极贫金属星，始终在银河系盘面附近运行，完全违背了理论预期。
为了解开这个谜团，一个国际天文团队对太阳周边约6500光年范围内的20颗特殊恒星，展开了前所未有的精细观测。
相关研究于2026年3月发表于《皇家天文学会月刊》上。
这些恒星都是重元素含量极低的极贫金属星，它们诞生于宇宙早期，是银河系中最古老的一批恒星，并且还有着极其特别的运行轨道：
它们的轨道始终不会远离银河系盘面，最大高度不超过4千秒差距（约1.3万光年），轨道偏心率在0.5到0.9之间，这样的轨道又扁又长；更奇怪的是，其中11颗顺着银河系自转的方向顺行，另外9颗却在逆着银河系自转倒行。
团队借助加拿大-法国-夏威夷望远镜上的ESPaDOnS高分辨率光谱仪，给这些恒星做了一次全面的化学检验，精准测量了碳、镁、钙、锶、钡、铕等23种元素的含量。
乍看之下，这些恒星的元素构成和银晕里的古老恒星相差无几，可深入分析后，天文学家发现了惊人的共性：它们的化学元素分布高度一致，元素丰度的离散度远小于随机的银晕恒星。
打个比方，银晕里的古老恒星就像来自天南海北的人，口音五花八门；而这20颗恒星，却像来自同一个小镇的居民，说话的腔调几乎一模一样。
这足以说明，它们绝不是从银晕里随机跑过来的散客，而是诞生在同一个环境里的“一家人”。
这些恒星的化学特征，还藏着它们诞生地的关键线索。
团队在它们身上，找到了高能超新星与极超新星爆发的清晰印记，还有快速旋转的大质量恒星、中子星合并留下的元素痕迹，这些剧烈的宇宙事件，正是恒星里重元素的核心来源。
更关键的是，它们的中子俘获元素分布模式，与银河系周边的经典矮星系高度吻合，而非那些结构简单、化学组成单一的超暗矮星系。
这意味着，它们的诞生地，是一个经历过完整、复杂化学演化的矮星系，而非宇宙里那些最原始、最小的星系碎块。
但随之而来的，这个发现也给天文学家带来了一个最为困惑的问题：如果这些恒星来自同一个星系，为什么会出现顺行和逆行两种完全相反的运行方向？
通过宇宙学数值模拟，天文学家找到了答案。
在银河系形成早期，还没有形成如今这样稳定的扁平盘面，整个星系的引力环境一片混乱。
这时候，这个被研究团队命名为“洛基”的矮星系撞上了原始银河系，它在引力的疯狂撕扯下彻底瓦解，它内部的恒星被甩向了四面八方，其中一部分就留在了银盘附近的轨道上，既有顺行的，也有逆行的。
如果是银河系盘面稳定形成之后发生的星系合并，根本不可能出现这样特殊的轨道分布。
团队通过星系化学演化模型计算发现，如果洛基星系真的存在，它当年的重子质量大约是太阳的14亿倍，介于银河系的卫星星系大小麦哲伦星系之间，与小麦哲伦的体量更为接近，是个规模不小的矮星系。
在银盘形成前被银河系吞噬后，它的主体早已消散在银河系的星海中，只留下这些恒星还在银盘附近默默记录着当年那场剧烈的星系碰撞。
当然，研究团队也保持着严谨的态度，并没有把话说死。
这次研究的样本只有20颗恒星，其中还有1颗在化学特征和运行轨道上都明显是外来者。
而且银盘附近的这类古老恒星，整体化学特征其实十分丰富，这说明可能不止洛基一个古老星系。
在银河系诞生初期，应该有多个这样的小星系被吞噬，从而把恒星留在了银盘里。
同时这里还有一个关键的难题：对于这些极贫金属星，我们原本用来区分银河系原生恒星和外来吸积恒星的化学工具，如此看来，它们已经变得不再可靠了。
因为在宇宙诞生初期，不管是原始银河系，还是它吞噬的小星系，化学环境都高度相似，很难通过元素特征分清彼此。
好在即将开展的WEAVE和4MOST大型光谱巡天项目，会给上百万颗恒星做精细的化学体检。
到那时，天文学家就能彻底搞清楚，洛基到底是不是真实存在的远古星系，它在银河系的诞生史上到底扮演了怎样的角色。
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