解码银河系：中科院团队揭秘宇宙起源的时空奥秘
解码银河系：中科院团队揭秘宇宙起源的时空奥秘
2024年1月16日，中国科学院在北京举行年度杰出科技成就奖颁奖仪式，其中“银河系早期形成与演化”项目荣获基础研究奖。这一由国家天文台完成的重要科研成果，不仅揭示了银河系形成的关键过程，还改写了人类对宇宙起源的认知。
突破性的发现：银河系形成的“时间线”
研究团队基于我国自主研制的郭守敬望远镜（LAMOST）和欧空局盖亚（Gaia）望远镜的观测数据，成功获取了迄今为止最为精确的大样本恒星年龄信息。这一突破性进展使得科学家能够按照时间序列，清晰还原银河系在幼年和青少年时期的形成与演化图像。
传统观点认为，银河系的形成始于约130亿年前，经历了从贫金属气体塌缩或富含气体的星系间碰撞并合，逐步形成银晕和厚盘，最后经过持续冷却过程形成薄盘。然而，这一理论主要依赖于数值模拟和碎片化的观测证据。
最新研究揭示了一个更为清晰的银河系形成时间线：银河系的形成历史可以分为两个明确的阶段。从宇宙大爆炸后的130亿年前到80亿年前的早期阶段，形成了银河系的厚盘和银晕；而从80亿年前至今的晚期阶段，则是薄盘的形成时期。
LAMOST：揭秘宇宙起源的“利器”
这一重大发现的背后，离不开LAMOST这一国之重器的贡献。作为我国自主研制的国家重大科技基础设施，LAMOST具有大视场和大口径的独特优势，能够同时观测大量天体的光谱，是世界上光谱获取率最高的望远镜。
LAMOST通过其独特的设计，能够在曝光1.5小时内观测到暗达20.5等的天体。同时，它采用并行可控的光纤定位技术，在5度视场、直径为1.75米的焦面上放置4000根光纤，实现对4000个天体光谱的同时获取。
研究团队利用LAMOST获取的700万颗恒星大气参数，并结合Gaia数据得到高精度的恒星光度和轨道运动学参数。从这700万颗恒星中筛选出25万颗亚巨星，测定出它们的精确年龄，样本平均年龄精度达到7%。这是首次在如此广阔的银河系空间范围和恒星金属丰度范围内获取如此大样本恒星的高精度年龄。
改写银河系形成历史
研究发现，银河系厚盘恒星的形成始于130亿年前，这距离宇宙大爆炸仅过去了8亿年。最古老的厚盘恒星甚至比银河系内晕恒星还要年老10-20亿年。这一发现颠覆了传统的认知，因为此前普遍认为厚盘和银晕是同时形成的。
更令人惊讶的是，厚盘的恒星形成并非均匀持续，而是在约110亿年前经历了一次集中爆发。这一时间点与百手巨人恩塞拉都斯矮星系（GSE）与银河系发生并合的时间高度吻合，强烈暗示了这次撞击事件显著激发了厚盘的恒星形成活动。
未来展望：揭秘更多宇宙奥秘
这一研究成果不仅改写了银河系的形成历史，更为人类理解宇宙中一般星系的形成与演化提供了重要参考。银河系作为普通星系的代表，是我们研究宇宙起源和演化的重点实验室，它帮助天文学家追溯从极早期宇宙一直到今天所发生的精彩故事。
随着LAMOST等先进设备的持续观测，我们有望获取更多关于银河系乃至整个宇宙的奥秘。这些发现不仅丰富了人类对宇宙的认知，也激发了我们对探索未知世界的无限向往。
这一科研成果的获得，充分展示了中国在天文学领域的技术实力和创新能力，为人类探索宇宙起源和演化做出了重要贡献。