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

  • 无人机灯光秀闪耀重庆夜空

  • 江苏南京:逛灯市 寻年味

独家策划

推荐阅读
莱州中华武校第十次登上央视春晚舞台
2026-02-17 10:21
近日,一个名为Moltbook的社交平台突然走红。与普通网络平台不同的是,Moltbook上的用户都是AI智能体。
2026-02-14 09:21
全球规模最大的200万吨/年柴油吸附分离装置目前在中国石油广西石化稳定运行。
2026-02-14 09:16
大连理工大学赵珺教授带领师生团队正抓紧时间,为实现可重复使用运载火箭关键部件的“复用检测”技术突破全力冲刺。
2026-02-14 09:12
一场刷新人类对宇宙极端物理过程认知的高能事件,被中国科学卫星清晰捕获并成功解读。
2026-02-14 09:11
近日,中国计量科学研究院研制的锶原子光晶格钟NIM-Sr1正式获准校准国际标准时间,实现了我国光钟参与校准国际标准时间“零”的突破。
2026-02-14 09:10
装上智能仿生手,截肢患者可以轻松拿起水杯喝水;高位截瘫患者用意念移动电脑光标,操控轮椅,指挥机器狗取外卖……
2026-02-13 09:50
凌晨2时,南昌西动车组运用一所检修库内灯光如昼。“接触网已断电,安全措施准备完毕,申请登顶!”确认许可后,国铁南昌局电务段南昌西车载设备车间工长曹准与工友一前一后登上动车组车顶,对北斗天线进行全面“体检”。
2026-02-13 09:45
近日,广西涠洲岛海域发生渔船撞击布氏鲸事件,鲸鱼受伤的画面令人揪心。虽然撞鲸的并非观鲸船,但这起事件也给正处于旺季的观鲸游敲响警钟——负责任地观鲸,有边界地亲近,人与自然和谐共生图景才能真正长久。
2026-02-13 09:43
核光钟通过真空紫外激光诱导原子核跃迁,具备更高精度与强抗干扰能力,且可实现便携化应用。但研制核光钟的道路上的一个核心瓶颈,是无法研制出能激发核跃迁的连续波激光光源。
2026-02-13 09:42
2021年,王勤团队开始研发低成本、适用于牧场环境的马匹体形自动测定设备。王勤团队搜集了全球90个马群体、近40个品种的基因组信息,构建了包含2000多个个体的参考面板——这是目前全球规模最大的马基因组参考数据库。
2026-02-13 09:36
一纸锦旗山水间,杏林春暖绿意长。
2026-02-12 11:01
金星与地球大小相近,同样诞生于太阳系内侧,却有着截然不同的命运。
2026-02-12 09:41
科技部十司相关负责同志解读《调查处理规定》。
2026-02-12 09:38
《细胞》封面:猕猴屏状核细胞分类与全脑联接图谱。在当前脑图谱大科学计划研究目标迈进绘制非人灵长类介观脑图谱的关键阶段,中国科学家仍在进一步集聚全球力量,持续扩大“朋友圈”。
2026-02-12 09:25
据悉,在战略上,植物星球计划还将整体提升全球生物多样性保护和实现碳中和的生态能力,构建植物科学领域全球大科学命题国际合作的新格局。
2026-02-12 09:17
马年将至,作为一种兼具力量与速度的动物,马正受到格外的关注。
2026-02-12 09:12
工业和信息化部等五部门近日印发《关于加强信息通信业能力建设支撑低空基础设施发展的实施意见》。加强监管能力体系建设,规划无人机专用号段,推动“一机一码一号”能力建设,探索标识解析在无人机领域的应用,形成无人机通信资源精细化管理。
2026-02-11 09:25
全球森林逐渐被快生树木主导,而稳定生态系统的慢生树种正在消失。“我们关注的是极为独特的物种,它们主要集中在生物多样性丰富、生态系统联系紧密的热带和亚热带地区。“此外,在现在和未来受到干扰的地区,非本地物种可能会加剧对光、水和养分的竞争,从而使本地树木更难生存。
2026-02-11 09:32
中国科学院动物研究所研究员王红梅带领的“灵长类胚胎发育的规律解析与体外模拟团队”,用27年的接力攻坚,把灵长类早期胚胎发育这个看不见、摸不着的“黑匣子”,变成了清晰可见的“生命剧本”。
2026-02-11 09:32
加载更多