狂暴，混乱，一个想象之外的仙女座诞生
狂暴，混乱，一个想象之外的仙女座诞生
仙女座星系（Andromeda Galaxy），也称为M31，是距离银河系最近的大型螺旋星系，与银河系一起构成了本星系群的核心。最近，一项关于仙女座星系形成历史的研究揭示了这个星系诞生初期的惊人秘密：与银河系相比，仙女座星系的形成过程更为动荡和混乱。
宇航局星系演化探测器和斯皮策太空望远镜所拍摄的合成图像中，可以看出银河系的邻居仙女座星系有许多独特的个性。
(图片来源:国家航空航天局/加州理工学院喷气推进实验室)
一个国际天体物理学家团队通过对仙女座星系中恒星的化学成分进行分析，重构了这个星系的形成历史。研究发现，仙女座星系的形成过程远比银河系更为动荡。研究团队负责人、赫特福德郡大学天体物理学教授小林千明表示：“尽管仙女座星系在许多方面与我们的银河系极为相似，大小相似，且都是螺旋盘星系，但新的研究证实，仙女座星系形成历史比银河系要激烈得多，也更引人注目，大量恒星的形成伴随着丰富的星系活动，这是两个截然不同的恒星形成时代。”
研究小组认为，仙女座星系的形成经历了两次主要的恒星形成期。第一次是在星系形成初期，发生了一次剧烈的爆炸，爆炸形成的物质构成了星系的基础。第二次恒星形成期发生在20亿到45亿年前，当时富含气体的仙女座星系与另一个同样充满气体的星系相撞、合并，引发了第二次星暴期。这种通过气体合并促进恒星形成的事件被称为“湿合并”。
通过分析单个恒星的位置和运动，科学家们确认了这些恒星起源于另一个星系。研究团队还通过观察恒星的化学成分，发现了仙女座星系圆盘成分中的两个明显特征：一组恒星的氧含量是铁含量的10倍，而另一组恒星的氧和铁含量几乎相当。这一发现为了解仙女座星系的过去提供了新的视角。
小林千明教授补充道：“这是一个很好的例子，说明银河系考古学能够为我们的宇宙历史提供新的见解。通过观测分析仙女座星系不同年龄恒星的化学丰度，再现其形成历史，可以更好地了解它的起源。”
研究还预测，仙女座星系的未来同样充满动荡。目前，银河系和仙女座星系正处于碰撞初期，大约45亿年后它们将相互撞击。这次剧烈的碰撞将为两个星系带来巨大改变，两个螺旋星系独特的旋臂将在碰撞中消失。银河系和仙女座星系的恒星群相距约25亿光年，它们目前不会相互撞击，而是幸存下来并被抛至新的轨道，围绕新的星系中心运行。我们自己的恒星，太阳和整个太阳系都可能被推离新星系中心区域，向新星系的边缘移动。
小林千明教授持续研究宇宙起源中化学元素的起源，研究小组的发现为其增添了新的内容。她解释说：“氧是由大质量恒星产生的所谓的α元素之一。其他元素是氖、镁、硅、硫、氩和钙。科学家已经用行星状星云测量了氧和氩，但仙女座星系实在太遥远了，需要詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)来测量包括铁元素的其他元素。”
“在未来的几年里，詹姆斯·韦伯太空望远镜和地面大型望远镜将继续观测仙女座，为新发现提供进一步证据的支撑。”