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

  • 上海市档案馆展出隐蔽战线工作者红色珍档

  • “深江1号”盾构机掘进突破4000米

独家策划

推荐阅读
“激光不是自然光,它是人类创造的‘最准的尺’‘最利的刀’,更是能为人类需求精准调光的‘魔法师’。”1月6日,科学家精神百场讲坛在扬州大学开讲,中国科学院院士、天津大学教授姚建铨向现场听众分享了自己60年的科研历程与心得。
2026-01-07 02:30
以前医生判断大脑是否健康,需要进行磁共振检查,这个检查结果用的是西方人群的参考标准。
2026-01-07 02:30
硫化氢气味如臭鸡蛋,在天然气开采、炼油、煤化工中大量产生。它不仅有毒,更是形成酸雨的“元凶”之一。据统计,我国每年待处理的硫化氢约80亿立方米,全球规模更是巨大。如何安全、彻底地处理它,一直是工业界面临的巨大挑战。
2026-01-07 02:30
从生态环境部获悉,日前,南京环境科学研究所秦卫华、李中林、王涛研究团队在《布拉格国家昆虫博物馆馆报》上发表研究成果——西藏吉隆发现猎蝽科猛猎蝽属新物种吉隆猛猎蝽,我国青藏高原生物多样性数据库再添新成员。
2026-01-07 02:30
“人类工程与大自然的完美融合!”不久前,贵州花江峡谷大桥刚刚建成通车便火遍全网,各地游客纷至沓来,只为感受新晋世界第一高桥的壮观雄伟。
2026-01-07 02:30
“一张网”的构建是我国测绘地理信息事业转型升级的生动实践。
2026-01-06 09:53
具身智能作为人工智能与机器人科学交叉的前沿领域,是新一轮产业变革的技术引擎。
2026-01-06 02:45
我国首次航天员洞穴训练日前在重庆市武隆区圆满结束,28名航天员参加了这次训练。
2026-01-06 02:45
近日,国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》,意见明确要求构建高水平矿山安全生产智能化应用场景。
2026-01-06 03:05
拔尖创新人才的培养成长,与平台和环境密切相关。记者注意到,与长期以来以竞赛选拔为主导的“关门培养”模式不同,近年来越来越多的中学、高校开始设立新型实验班。这些实验班面向更多学子敞开大门,以综合素质培养为落脚点实施个性化育人,为拔尖创新人才成长发展开辟了新空间。
2026-01-06 03:05
我是一名铁路机车调试工,在中国中车株洲电力机车有限公司干了33年,摸过超过一千万根线缆,听过约十万次受电弓升起的声音。这些年,我带过不少刚毕业的学生,也面试过很多从院校走出来的年轻人。他们理论扎实、认真仔细,但一上手调试真车,常常“当场犯懵”。我发现一个问题:学校教的和现场用的,中间隔着一道“看不见的墙”。
2026-01-06 03:05
面对市场机遇,产业链上市公司正加速卡位布局,以技术升级主动迎接L3级自动驾驶的商业化浪潮。
2026-01-05 09:13
接下来,我们计划测量能量范围更为宽泛的质子能谱,最终覆盖4个量级的能量区间。
2026-01-05 09:08
国务院关于促进科技成果转化工作情况的报告近日提请十四届全国人大常委会第十九次会议审议。报告显示,“十四五”以来,我国科技成果转化实现量质齐升,有效推动科技成果向现实生产力转化。
2026-01-05 03:30
棉花是重要经济作物,其中,陆地棉的纤维产量超过全球总量的95%,在我国栽培广泛。陆地棉原产于美洲,在驯化改良过程中经历多次基因组重排。
2026-01-05 03:30
想象一下,机器的“眼睛”不仅能像人眼一样广阔扫视,还能瞬间锁定关键目标,进行精细“凝视”……或许,这将不再是科幻情景。
2026-01-05 03:30
“深海一号”气田是中国迄今为止自主开发的作业水深最深、地层温压最高、勘探开发难度最大、天然气产能最大的海上气田,最大作业水深超1500米。
2026-01-04 09:00
细胞膜蛋白是药物作用的关键靶点,而核酸适体是一类能够高特异性、高亲和力结合靶标分子的寡核苷酸。
2026-01-04 08:59
意见提出到2030年电网资源优化配置能力有效增强,“西电东送”规模超过4.2亿千瓦,新增省间电力互济能力4000万千瓦左右,支撑新能源发电量占比达到30%左右,接纳分布式新能源能力达到9亿千瓦,支撑充电基础设施超过4000万台。
2026-01-04 08:58
全国农业农村厅局长会议日前在北京召开。会议指出,2025年,各级农业农村部门扎实有力推进乡村全面振兴和农业强国建设重点工作,
2026-01-04 02:05
加载更多