銀河系曾經「死過」一次
銀河系是一具殭屍。不,不是你想的那個,它不會繞過各種植物去啃食其他星系的大腦。但它確實曾經「死」過一次。這是日本科學家分析銀河系恆星的化學成分後所確定的。
在銀河系的大部分區域,恆星可以根據其化學成分分為兩個不同的組群。第一組是所謂的α元素——氧,鎂,硅,硫,鈣和鈦佔優的區域。第二組是α元素含量較少,鐵含量明顯更多的區域。
兩個不同組群的存在意味著在銀河系的形成階段發生了不同的過程。但其背後的確切機制尚不清楚。
東北大學的天文學家Masafumi Noguchi認為他的模型顯示了答案。兩個不同的群體代表兩個不同的恆星形成時期,其間則處於靜止或「休眠」時期,沒有恆星形成。
根據2006年提出的冷流銀河系增生理論,Noguchi已經模擬了銀河系在100億年的發展過程。
最初,冷流模型被建議用於更大的星系,提出大質量星系的恆星形成過程分兩個階段。由於其不同恆星的化學成分也分成了兩種,所以Noguchi認為模型也適用於銀河系。
那是因為恆星的化學成分取決於它們形成的氣態物質。並且在早期宇宙中,某些元素——例如較重的金屬——尚未誕生,因為它們是由恆星內部製造的,並且只有在恆星變成超新星時才會傳播出去。
在第一階段,根據Noguchi的模型,銀河系從外部吸收冰冷的氣體。這種氣體聚結形成第一代恆星。
經過大約1000萬年,這是一個相對較短的宇宙時間尺度,其中一些恆星死亡後轉變成II型超新星。它們將α元素傳播到整個星系,並被用於構建新的恆星。
但是,根據該模型,在大約30億年之後,一切都變得令人沮喪。
「當衝擊波出現並將氣體的溫度重新提升到70億年前時那樣的高溫,氣體停止流入銀河系並且不再形成恆星。」東北大學發布的消息稱。
在大約20億年的間隙期間,發生了第二輪超新星爆發——更長規模的Ia型超新星,通常出現在大約10億年的恆星壽命結束後。
在這些超新星中,鐵出現了,並被噴射到星際介質中。當氣體冷卻到足以再次開始形成恆星——大約50億年前——那些恆星的鐵含量比前一代要高得多。第二代恆星就包括我們的太陽,大約有46億年的歷史。
Noguchi的模型與不久前對我們的星系鄰居Andromeda的研究是一致的,Andromeda被認為與銀河系的大小相同。 2017年,一組研究人員發表了一篇論文,發現仙女座星的形成也分兩個階段發生,兩者之間的時期相對平靜。
如果該模型成立,可能意味著需要修改星系的演化模型——雖然較小的矮星系經歷連續的恆星形成,但也許經歷「死亡」時期是大型星系的特徵。
如果未來的觀察證實這一理論,誰重新把我們的星系命名為弗蘭肯斯坦?
Noguchi的論文發表在Nature上。
本文譯自 sciencealert,由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。
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