長期以來,全球天文學家致力於尋找矮星系遭銀河系「吞噬」的證據,並試圖分辨銀河系現有恆星中,哪些是「原住民」,哪些又是「外來移民」;拜大陸郭守敬望遠鏡(大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡,英文縮寫LAMOST)巡天7年,所獲取逾千萬條的光譜數據之賜,不僅順利破解上述謎題,大陸團隊也正在利用LAMOST的數據,展開對恆星級黑洞的研究。
LAMOST巡天數據的最新發現並經研究證實,銀河系內一顆距離地球約2.2萬光年、重金屬元素含量超高的恆星,為形成於矮星系、攜帶「重金」(銪、鈾、金等重元素),投奔銀河系的「外來移民」。由中國科學院國家天文台趙剛研究員領導的中日合作研究團隊,所完成的此一重大天文發現及研究成果,已於北京時間4月30日淩晨獲國際權威學術期刊《自然‧天文》(Nature Astronomy)在線發表。
化學成分為重要線索
銀河系的形成與演化,向來為天文學界研究探索的熱門問題,天文學家普遍認為,宇宙之間一開始存在許多小分子雲,各自形成由很小的恆星及氣體組成的矮星系,矮星系間不斷碰撞、合併後形成更大的星系,即為銀河系的雛形。此一初始的銀河系透過不停「吞噬」周圍的矮星系,逐漸形成現有規模的銀河系,迄今銀河系仍持續進行其演化的過程。
經由大陸國家重大的科技基礎設施、全球光譜獲取率最高的天文望遠鏡,LAMOST巡天7年的光譜數據,研究團隊在銀河系中發現,一顆快中子俘獲過程元素含量超高的重金屬恆星,不僅銪相對於鐵的比率為太陽的10倍之多,遠遠超出同類恆星的平均值;所攜帶大量包括金、鈾等在內的重元素,堪稱銀河系中的「金庫」。這類恆星,至今銀河系中僅發現30餘顆。
論文的第一作者、中科院國家天文台邢千帆博士採取「科普」式的解讀指出,天文學家發現,恆星頗大程度上,保留其誕生時所處環境的化學成分;無論形成後的恆星何去何從,攜帶的化學成分一如生命密碼DNA般,可成為天文學家揭開恆星起源謎團的重要線索。
將針對恆星展開普查
為求得進一步確認,此顆恆星確屬銀河系的「外來移民」,研究團隊再度透過日本國立天文台8米光學望遠鏡進行高解析度光譜觀測,確定該恆星24種元素的含量,與矮星系恆星高度吻合,且顯然與銀河系恆星相異。這顆恆星的真實身分就此揭曉:應是一個來自鄰近矮星系,攜帶「重金」投奔銀河系的「外來移民」。
邢千帆指出,銀河系現有數千億顆恆星,目前初估於銀河系靠外的區域、「外來移民」恆星占超過兩成以上。接下來,研究團隊將以此次最新發現及研究成果為範本,透過恆星的化學成分分析,針對銀河系恆星展開「人口普查」,為人類未來研究、認知銀河系的形成與演化奠定基礎。
趙剛除再三強調,破解銀河系「吞噬」矮星系之謎,LAMOST堪稱居功厥偉外,同時並透露,中科院國家天文台科研團隊近期正利用LAMOST數據,進行對恆星級黑洞的研究,「讓我們期待在不久的未來,上演LAMOST與黑洞的『傳奇故事』。」
(記者/賴廷恆)
小靈通 郭守敬望遠鏡
大天區面積多目標光纖光譜天文望遠鏡(英語:Large Sky Area Multi-Object Fiber SpectroscopyTelescope,LAMOST),位於河北省承德市,為大陸國家天文台興隆觀測站的一種大型天文望遠鏡。LAMOST可對較大的天區範圍(20平方度)內、4000個目標的光譜,進行長時間的跟蹤積分記錄(積分時間可至1.5小時);並在1.5小時曝光時間內,以1納米的光譜解析度觀測到20.5等暗弱天體的光譜。2010年4月17日被正式冠名為「郭守敬望遠鏡」。(賴廷恆)