正在阅读: 化学DNA识别银河系中的星系际移民
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

化学DNA识别银河系中的星系际移民

来源:光明网2019-05-01 11:21

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  最近有关天文的大事儿可是不少,前段时间首张黑洞照片发布,如今我国天文学家找到了银河系吞噬周围矮星系的化学证据!

  北京时间2019年4月30日凌晨,国际科学期刊《自然·天文》在线发布了我国天文学家主导的一项重大发现。中国科学院国家天文台赵刚研究员领导的中日合作研究团队首次揭示了银河系内快中子俘获过程元素含量超高恒星的“身世”之谜,为银河系并合事件提供了确切和可靠的化学证据,为基于化学DNA识别银河系中的“星系际移民”提供了新的线索。

  看完上面的文字是不是觉得有点

  高深莫测?云里雾里?

  您继续往下看就对啦

  万物之根:星星的DNA

  天文学家发现恒星很大程度上保留了它诞生时所处环境的化学成分,它们的化学成分就像生命密码DNA一样,为天文学家揭秘恒星起源提供了重要线索。

  那么,星星离我们如此遥远,星光又如此微弱,天文学家如何获知这些星星的奥秘呢?恒星光谱就像是恒星的指纹,有了光谱,天文学家可以确定恒星的化学成分,追溯恒星的起源。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

恒星光谱图(来自百度百科)

  中国天文学家自主研制的郭守敬望远镜(LAMOST),是目前世界上光谱获取率最高的天文望远镜,巡天七年,获取了1125万条光谱,这些星光里的“彩虹”为天文学家探索银河系形成与演化及星系物理等前沿科学的种种奥秘提供了最有力的数据支持。

  奇特发现:银河系中的“金库”

  银河系的形成和演化一直是天文学家探究的热门问题,天文界普遍认为银河系是通过不断地吞噬附近的矮星系形成的。为此,天文学家们也在一直努力地寻找矮星系被银河系“吞吃”的证据。获知银河系中现有的恒星到底哪些是银河系原有的“土著居民”,哪些是来自于近邻矮星系的“星系际移民”。从而推动银河系形成与演化的研究。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

LAMOST与星空(国家天文台供图)

  依托我国重大科技基础设施LAMOST望远镜的光谱数据,该论文第一作者国家天文台邢千帆博士及合作者在银晕中发现了一颗快中子俘获过程元素含量超高的重金属恒星,这颗恒星的铕相对于铁的比率是太阳的10倍之多,大大超出了同类恒星的平均值,它携带了大量包括金元素在内的重元素,堪称银河系中的“金库”。

  目前天文学家在银晕中仅发现了30余颗该类恒星,如此稀有的恒星引起了天文学家们的强烈好奇,这些恒星到底来自哪里?它们是银河系里的“原始居民”还是来自近邻矮星系的“星系际移民”?一系列的问题推动着天文学家继续前行。要想追溯恒星的起源,还需从恒星的DNA——化学元素组成继续研究。

  DNA鉴定:揭示真实身份

  被银河系吞噬的矮星系与目前幸存的矮星系具有相近的质量,因此它们拥有的成员星也具有相似的化学特征,通过研究银河系附近矮星系成员星的化学组成,我们便可获知矮星系家族里恒星的化学特征,从而像做DNA鉴定一样把银河系内来自矮星系的恒星筛选出来。

  研究人员发现银河系近邻矮星系的成员星中α元素(镁、硅、钙和钛等)的含量明显低于银晕内恒星的平均值。基于此,目前“α元素含量低”的特征就像一条DNA生命密码一样成为了筛选银河系中外来“移民”的有效判据,帮助我们找出银晕中最初来自于矮星系的恒星。

  根据这个线索,邢千帆等人对这位身份可疑,重金属元素含量超高的恒星开展了α元素含量的DNA鉴定,无巧不成书,经测量,这颗恒星的α元素含量异常低,仅为同类恒星的五分之一,而具有类似化学成分的恒星在银河系近邻矮星系中却是普遍存在的。因此初步断定这颗银晕中的恒星是“外来人员”,极可能是银河系并合矮星系时带来的“移民”。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

图为新发现的这颗银河系“星系际移民”的示意图(中国国家天文麻钰薇绘制)

  天文学家向来是严谨的,为了进一步确认其外来“移民”的身份,借助日本的8米光学望远镜进行了高分辨率光谱观测,确定了这颗星更加精细的化学成分,获取了其24种元素的含量,并分别与矮星系恒星和银晕场星进行了细致比较。对比发现这颗恒星的化学成分与矮星系恒星高度吻合,明显不同于银河系的晕族恒星,因此通过如上的DNA亲子鉴定,这颗奇特恒星的“身世”和“家族史”终于浮出水面,其果然是来自于被银河系瓦解的矮星系。

  进一步的分析发现这颗恒星超高的重金属元素含量是由于其原属的矮星系经历了非常稀有的中子星并合事件。中子星并合能够快速产生大量的快中子俘获过程元素, 可显著提高环境中的快中子俘获过程元素含量。

  至此,这颗恒星的真实身份被揭晓:它是一个来自于近邻矮星系,携带“重金”投奔银河系的“星系际移民”。

  今年3月28日,国家天文台向国内天文学家和国际合作者发布了LAMOST巡天七年的数据,共计1125万条光谱,标志着LAMOST光谱正式进入了千万量级时代。我们期待着LAMOST为大家带来更多的发现,重现宇宙星空中一个个精彩的故事。

  作者:邢千帆,系中国科学院国家天文台助理研究员,中国科学院天文大科学研究中心LAMOST优秀骨干。主要研究领域是恒星元素丰度和银河系演化。李双,系中国科学院国家天文台工程师,LAMOST运行和发展中心宣传主管。

  轮值主编:邓李才(国家天文台研究员)

  编辑:王丹、蔡琳

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 梦想,飞越了大山

  • 大阪世博会中国国家馆日活动成功举行

独家策划

推荐阅读
防晒,究竟该如何掌握分寸,才能在抵御伤害与拥抱健康之间找到平衡点?
2025-07-11 09:58
生命只有一次,心脏健康不容忽视。唯有提高对心梗症状的警觉性,掌握正确的急救方法,才能为生命筑起一道坚实的“心”防线。
2025-07-11 09:58
晒后背是一种传统的养生方法,符合中医“冬病夏治”的理论,其核心在于借助盛夏充沛的自然阳气,通过阳光照射背部,来提升人体自身阳气。
2025-07-11 09:58
截至7月10日,我国“北气南下”能源大通道累计输气量突破1000亿立方米,安全平稳运行超2000天,标志着这条纵贯南北的能源大动脉在保障国家能源安全、推动绿色转型方面取得重大进展。
2025-07-11 04:55
从自然资源部新一轮找矿突破战略行动办公室了解到,今年上半年,全国新发现矿产地38处,同比增长31%;新发现矿产地中,大中型矿产地25处。
2025-07-11 04:10
时下,智能手机已成为人们获取信息、社交娱乐的重要工具。多学科专家指出,当我们刷手机出现注意力极度涣散、缺乏独立思考能力、情绪化反应严重、深度学习能力下降、空虚感增加等症状时,就表明我们的大脑正在被“腐蚀”。所谓的“脑腐”,即因长期暴露于碎片化信息而引发的认知衰退与脑功能损伤。
2025-07-11 04:10
由于肉眼很难发现水污染的情况,洪水之后饮水需要特别注意,避免直接饮用自来水、山泉水、河水、湖水等。肖丹提醒,如果不适症状较为严重,出现持续高热、剧烈呕吐、严重腹泻、脱水、意识障碍等,或皮肤干燥、眼窝凹陷、少尿等情况,应及时就医。
2025-07-10 09:34
国家自然科学基金委员会近日发布消息,自然科学基金委制定重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。自然科学基金委作为我国资助基础研究的主渠道,制定了一系列创新举措。
2025-07-10 09:33
嫦娥六号月球样品的相关研究成果,引起了国际学术界的高度关注。这1935.3克宝贵的月壤,使得月球样品研究进入“嫦娥时代”,开启了人类认识月球的新纪元,也为中国月球研究走向世界前列奠定了基础。 一年来,中国科学家们已经利用嫦娥六号月球样品取得许多科学突破。
2025-07-10 09:32
2024年嫦娥六号任务首次从南极-艾特肯盆地内部采回月球样品,为揭示该区域物质成因提供了直接证据。综合元素和矿物组成分析,南极-艾特肯盆地镁环物质主要为斜长石(63%~67%)和低钙辉石(25%~27%)组成的亚铁苏长岩。
2025-07-10 09:32
7月9日,在北京航天城,神舟十九号航天员蔡旭哲(中)、宋令东(右)、王浩泽在记者见面会上敬礼致意。 在神舟十九号乘组中,航天员王浩泽也是一位90后,更成为首位进驻空间站的女航天飞行工程师。
2025-07-10 09:30
随着科技创新与产业创新深度融合,人工智能技术助力建材行业向更智能、更绿色、更高端方向变革。“通过数字化转型,建材企业可基本实现研发设计数字化、生产运营一体化、客户服务敏捷化,提升决策效率、协同能力和服务水平,快速提升生产力和核心竞争力。
2025-07-09 09:40
记者8日从湖南省自然资源厅获悉,通过创新地质找矿理论,经过长期勘探,湖南省郴州市临武县鸡脚山矿区已探获超大型蚀变花岗岩型锂矿床,共提交锂矿石量4.9亿吨,氧化锂资源量131万吨。
2025-07-09 09:39
根据国家卫生健康委8日晚间发布的通知,今后“颈深淋巴管/结—静脉吻合术”将不得应用于阿尔茨海默病治疗。“颈深淋巴管/结—静脉吻合术”是将颈部深层淋巴管或淋巴结与邻近的静脉进行吻合的手术,近年来部分医疗机构将其用于治疗阿尔茨海默病,引发争议。
2025-07-09 09:39
国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局日前发布《关于开展零碳园区建设的通知》。支持企业对标标杆水平和先进水平,实施节能降碳改造和用能设备更新,鼓励企业建设极致能效工厂、零碳工厂。
2025-07-09 09:37
近日,中国科学院近代物理研究所科研人员依托兰州重离子加速器冷却储存环,精确测量了极缺中子原子核硅-22的质量,实验发现硅-22的质子数14是一个新幻数。
2025-07-09 09:35
国家自然科学基金委员会7日发布消息,自然科学基金委近日制定重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。
2025-07-08 09:20
近日,由农业农村部南京农业机械化研究所联合有关单位研制的全自动水稻覆膜插秧技术装备在江苏省靖江市投入使用,开启了我国水稻覆膜插秧新模式。
2025-07-08 09:11
日前,全球领先的720V高压固态钠盐电池,在位于内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗的建亨奥能科技有限公司正式量产,标志着中国成为全球第三个实现固态钠盐电池商用量产的国家。
2025-07-08 09:10
从国家自然科学基金委员会获悉,该委日前制定了重大非共识项目试点实施方案,将在2025年启动资助试点。
2025-07-08 05:05
加载更多