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Sep. 21 2026

銀河系在123億年前可能發生了什麼事?

  • 透過電腦數據模擬重建GSE合併事件所產生的示意圖

    透過電腦數據模擬重建GSE合併事件所產生的示意圖

  • 透過AI合成多個不同星系的想像繪製圖

    透過AI合成多個不同星系的想像繪製圖

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在天文學界,重構銀河系的生長史就像是在進行一場跨越百億年的古生物考古。長期以來,天文學家知道銀河系並非一誕生就是如今這般規模,而是透過不斷吞併周圍較小的矮星系,像「積木」一樣逐漸拼湊、壯大起來的。在這場持續百億年的宇宙吞食史中,最為關鍵且轟轟烈烈的一幕,莫過於發生在大約105億年前的「蓋亞-香腸-恩克拉多斯」(Gaia-Sausage-Enceladus,簡稱 GSE)星系合併事件。   

透過電腦數據模擬重建GSE合併事件所產生的示意圖

透過電腦數據模擬重建GSE合併事件所產生的示意圖

之所以會有這樣奇特的名字,源自於歐洲太空總署「蓋亞」(Gaia)衛星的超高精度觀測,它精確測量了銀河系內數億顆恆星的位置與運動速度,天文學家在分析銀河系暈(Halo)區域的恆星時,發現有一大群恆星的運動軌跡非常不尋常——它們以極高的徑向速度(朝向或背離銀河系中心)高速穿梭。當繪製出這群恆星的速度分佈圖時,呈現出一個拉長的香腸形狀,因此被命名為「蓋亞香腸」;而「恩克拉多斯」則取自希臘神話中被埋在火山下的巨人,象徵這個巨型星系已被埋葬在銀河系的核心深處。

這個被銀河系吞併的GSE星系,質量高達太陽的數十億倍,是銀河系歷史上經歷過最大規模的一場「正面骨折式」大碰撞。當GSE星系衝入早期銀河系時,強大的潮汐力將它撕得粉碎,無數恆星被甩入銀暈,同時這場劇烈的碰撞也激起了早期銀河系氣體的劇烈坍縮,觸發了大規模的恆星誕生潮,甚至徹底改變了銀河系厚盤的結構。過去學界普遍認為 GSE 就是銀河系成長早期唯一的「超級大餐」。然而,這篇最新研究卻打破了這個認知。

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研究團隊利用哈伯太空望遠鏡(HST)的觀測資料,針對銀河系內許多古老的球狀星團,進行了極為精密的相對年齡與化學成分分析。研究人員發現球狀星團在「年齡-金屬量」的分佈上明顯分為三大群落:第一群是銀河系本土原生的,第二群則確實屬於GSE碰撞事件帶來的殘留物,而最令人驚喜的是發現了第三群全新的中間序列。這個新序列證實,早在GSE事件發生的18億年前(即距今約123億年前的宇宙早期),銀河系就已經吞併過另一個質量相當龐大的祖先星系。這個被吞併星系的恆星質量約為5億倍太陽質量,物質大多沉積在距離銀河系中心約2萬光年以內的核心區域。

透過AI合成多個不同星系的想像繪製圖

透過AI合成多個不同星系的想像繪製圖

為了向這項新發現以及過去的學術爭議致敬,研究團隊將這個比GSE更古老的大碰撞祖先星系命名為「低能量-庫拉肯-海格力斯」(Low-energy-Kraken-Heracles,簡稱 LKH)。這項研究不僅證明了精確測定星團年齡是重構宇宙考古學的利器,更補齊了銀河系幼年時期最重要的演化拼圖,讓我們明白銀河系的壯大過程比過去所想的更加頻繁且充滿動態,其研究已發表於《自然.天文學》。

 

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

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