一項新研究為我們早期的銀河系如何形成提供了迄今為止最好的證據，包括與一個關鍵的衛星星系的合併。利用天文學中相對較新的方法，研究人員能夠為銀河系中大約一百顆紅巨星的樣本確定目前可能的最精確年齡。
利用這些數據和其他數據，研究人員能夠顯示出銀河系在大約100億年前與一個被稱為Gaia-Enceladus的軌道衛星星系合併時發生了什麼。他們的結果於2021年5月17日發表在《自然天文學》雜誌上。
這項研究的共同作者、俄亥俄州立大學宇宙學和天體粒子物理學中心的研究員Fiorenzo Vincenzo說：“我們的證據表明，當合併發生時，銀河系已經形成了大量自己的恆星。”
這些 “自製 “的恆星中，有許多最終出現在銀河系中間的厚圓盤中，而從Gaia-Enceladus捕獲的大多數恆星則在銀河系的外暈中。
領導這個項目的英國伯明翰大學物理和天文學學院的Josefina Montalban說：“與Gaia-Enceladus的合併事件被認為是銀河系歷史上最重要的事件之一，塑造了我們今天對它的觀察方式。”
通過計算恆星的年齡，研究人員首次能夠確定，從Gaia-Enceladus捕獲的恆星與大多數在銀河系內誕生的恆星相比，具有相似或稍年輕的年齡。
Vincenzo表示，兩個星系之間的劇烈合併不能不使事情發生動蕩。結果顯示，合併改變了已經在銀河系中的恆星的軌道，使它們更加偏心。Vincenzo將恆星的運動比作一場舞蹈，來自前Gaia-Enceladus的恆星與在銀河系內出生的恆星的運動方式不同。Vincenzo稱，這些恆星甚至 “穿着 “也不同，來自外部的恆星顯示出與銀河系內出生的恆星不同的化學成分。
研究人員使用了幾種不同的方法和數據來源來進行他們的研究。研究人員能夠獲得如此精確的恆星年齡的方法之一是通過使用星震學，這是一個相對較新的領域，探測恆星的內部結構。
俄亥俄州立大學天文學系的博士后研究助理Mathieu Vrard說，星震學家研究恆星的振蕩，這是蕩漾在其內部的聲波。Vrard說：“這使我們能夠得到非常精確的恆星年齡，這對於確定早期銀河系中發生事件的時間順序非常重要。”
這項研究還使用了一個叫做APOGEE的光譜調查，它提供了恆星的化學成分–這是確定其年齡的另一個幫助。Montalban表示：“我們已經展示了小行星學的巨大潛力，與光譜學相結合，對個別恆星進行年齡測定。”
研究人員說，這項研究只是第一步。Vincenzo表示：“我們現在打算將這種方法應用於更大的恆星樣本，並包括頻率光譜的更微妙的特徵。”
“這將最終導致對銀河系的形成歷史和演變有一個更清晰的看法，為我們的星系如何發展創造一條時間線。”