作者:Kon
审核:Nancy

  现代宇宙学理论认为星系从最初形成演化到现在的过程中会经历多次星系并合,由于整体过程的细节所涉及的解析过于复杂,因此借助计算机对大量点粒子进行直接数值模拟是最常见的研究手段。当然,天文学始终是一门用观测数据说话的学问,通过观测数据获得不同距离处星系的性质(距离越远,看到的宇宙则更古老,星系也更年轻)和数值模拟结果做对比,从而确认理论模型的准确程度。

德国马克斯普朗克研究所用数值模拟给出的宇宙大尺度结构图像,放大最大的部分代表一个大的星系团,其中每个小光点代表一个星系

  重构星系的演化历史一直是天文学中非常重要的课题。另一方面,人类身处银河系中,银河系本身就是绝佳的星系研究对象,回溯银河系的演化历史是对现有理论的一个有效例证。如今观测技术的发展就使这项研究成为了可能,“银河系考古学”自然也成了大数据时代下天文学的热门领域。

  所谓“银河系考古学”,就是通过研究银河系内恒星的化学与动力学性质,寻找出一些非常特殊的结构(如:星流,潮汐碎片)。恒星是有“记忆”的,年老恒星在刚形成时所处的环境必然和现在大不相同,不同类型的重元素含量也和现在不同,这些特性能从那些主序寿命较长的小质量恒星的大气层中反映出来。除此之外,恒星同样会保留原有的动力学性质,如果某一批恒星是银河系在某个阶段从其他星系那儿吸积过来的,这批恒星在动力学上会和银河系的“原住民”大相径庭,但他们内部却又是高度一致。因此,这类在化学与动力学性质上具有鲜明特征的子结构就如同“化石证据”般地存在。

  如今,天文学家已经在银河系内部发现了许多这样的子结构,经研究发现,有一部分是球状星团潮汐瓦解后的产物,而另一部分就是银河系在历史上与别的矮星系并合后遗留下的痕迹。

目前已知的银河系中子结构的空间分布,出自arXiv:2002.04340