转自：中国科学报

银河系或许并非如人们曾以为的那样“平静”地成长。8月17日发表于《自然-天文学》杂志的一项研究，通过对古老恒星群的精确“化学考古”，揭开了银河系早期演化史中一个被长期忽略的关键篇章——一场约120亿年前发生的远古并合事件，不仅向内银河系注入了大量物质，塑造了银河系的早期成长。

难以追溯的远古记忆

天文学界普遍认为，像银河系这样的巨大星系，是通过在数十亿年间不断吞并与自身较小的矮星系或气体云块，逐步“组装”而成的。此前，科学家已成功识别出银河系形成史上的多次并合事件，其中最著名的一次是大约105亿年前的“盖亚-香肠-土卫二”并合。那次事件为银河系提供了大量恒星，并在银河系晕中留下了清晰的化学“指纹”。

然而，追溯更早的“原初”阶段则异常困难。极古老的恒星大多位于银河系拥挤而尘埃弥漫的中心区域（内银河系），观测难度极大，导致科学家对银河系诞生后最初20亿年的演化图景几乎一片空白。

从古老星团中读取“历史档案”

来自意大利国家天体物理研究所的Davide Massari与合作者将目光投向了一类特殊的“宇宙化石”——球状星团。这些由数十万颗恒星组成的密集星群，几乎与宇宙同寿，它们的年龄和化学成分精确记录了其诞生时所在环境的物理条件。

研究团队分析了银河系中39个球状星团的精确数据，这些数据结合了哈勃空间望远镜的高精度观测与先进的统计模型。他们采用了一种名为“年龄-金属丰度排序”的分析方法——金属丰度（即恒星中比氢和氦更重的元素的含量）与年龄的结合，如同一套精密的“时间-化学坐标系统”。

通过这套系统，研究团队在球状星团中清晰鉴定出了三个不同的演化序列：原银河系序列最古老的一批星团，代表了银河系最初始的“胚胎”成分；第二个序列与已知的“盖亚-香肠-土卫二”并合事件完美吻合；第三个全新序列则指向一个更为古老的并合事件。

令人惊讶的是，第三个并合事件发生的时间，比“盖亚-香肠-土卫二”事件还要早约18亿年，即大约120亿年前。彼时，宇宙的年龄仅为当前的五分之一。该研究将这次事件的肇事者命名为“低能克拉肯-赫拉克勒斯”系统。

模型显示，这个系统拥有与“盖亚-香肠-土卫二”矮星系相当的恒星质量。它撞入原初银河系后，并没有像某些高速撞击那样被“搅碎”并广泛散布到银河系外围，而是以一种“低能”方式将其大部分物质——包括其携带的球状星团——沉积到了银河系最内层的核心区域。这一发现，恰好解释了长期困扰天文学家的一个谜题：为何内银河系部分恒星和古老星团的化学特征，与其他区域的恒星明显不同。

重建完整“成长史”仍需更多线索

研究者表示，这项研究为银河系早期的成长历史提供了一条更清晰、更精确的时间线。它表明银河系在诞生之初的数亿年内，就经历了一场大规模的结构性塑造事件，其“成长节奏”比之前认知的更加紧凑和剧烈。

尽管如此，研究团队也谨慎指出，“低能克拉肯-赫拉克勒斯”或许并非银河系最早的“访客”。在它之前，可能还存在更小、或更早被完全瓦解的并合事件，它们的痕迹已被漫长的宇宙时间所湮没。

要完整描绘银河系最早期的成长全貌，科学家们迫切期待来自未来空间望远镜以及地面大型巡天项目提供的更精确数据，特别是针对内银河系海量恒星的个体年龄测定，才能将这段宇宙“拼图”的最后几块完美嵌入。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41550-026-02931-5