藝術(shù)家對(duì)銀河系的印象，從外面看。外星這里描述的天文成都武侯（按摩SPA上門服務(wù)）按摩vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)研究更進(jìn)了一步，展示了如果河外天文學(xué)家從遠(yuǎn)處研究我們的學(xué)家系化學(xué)銀河系會(huì)得到什么結(jié)果。信用:斯特凡·佩恩-沃德納爾
（神秘的對(duì)們地球uux.cn）據(jù)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)：研究人員重建了外星天文學(xué)家從遠(yuǎn)處觀察我們的銀河系時(shí)，如果他們分析我們的銀河銀河系的化學(xué)成分會(huì)發(fā)現(xiàn)什么。這項(xiàng)研究由馬克斯·普朗克天文研究所的看法研究人員領(lǐng)導(dǎo)，與我們對(duì)宇宙的重建理解有關(guān):它允許我們?cè)谖覀兊募覉@星系和我們從外面觀察的許多遙遠(yuǎn)的星系之間進(jìn)行一種新的比較。這些結(jié)果為我們的外星家園星系是否特殊這個(gè)老問題提供了部分答案:至少在化學(xué)成分方面，銀河系是天文不尋常的，但不是學(xué)家系化學(xué)唯一的。
我們從外面看到遙遠(yuǎn)的對(duì)們星系:望遠(yuǎn)鏡觀測向我們展示了星系的形狀和光譜(星系光線的彩虹般分解)。那么，銀河對(duì)于一個(gè)遙遠(yuǎn)的看法外星天文學(xué)家來說，從這個(gè)角度來看，重建我們的銀河系會(huì)是什么樣子呢？這是一個(gè)看似簡單的問題。畢竟，地球上的成都武侯（按摩SPA上門服務(wù)）按摩vx《134-8006-5952》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)天文學(xué)家已經(jīng)設(shè)計(jì)出相當(dāng)巧妙的方法，從我們的觀察中推斷出一個(gè)星系的屬性，而外星天文學(xué)家也可能對(duì)銀河系有類似的復(fù)雜看法。
對(duì)于更復(fù)雜的分析方法，很難說外星天文學(xué)家會(huì)發(fā)現(xiàn)什么，如果他們把這些方法應(yīng)用到我們的銀河系。但是回報(bào)可能是可觀的。這項(xiàng)研究的第一作者、云南大學(xué)馬克斯·普朗克天文研究所的連建輝(音譯)說:“如果我們想知道銀河系是否特殊，我們需要找到將我們的家庭星系與更遙遠(yuǎn)的星系進(jìn)行比較的方法。自從一百年前天文學(xué)家意識(shí)到銀河系不是宇宙中唯一的星系以來，這一直是一個(gè)懸而未決的問題。”
數(shù)據(jù)和模擬的巨大進(jìn)步
盡管這個(gè)問題可能很古老，但看起來天文學(xué)現(xiàn)在很有可能找到一個(gè)可靠的答案。首先，在過去十年左右的時(shí)間里，對(duì)我們銀河系的系統(tǒng)研究已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展。已經(jīng)有一些調(diào)查，例如APOGEE，提供了我們銀河系中數(shù)百萬顆恒星的化學(xué)成分、物理性質(zhì)和三維運(yùn)動(dòng)的信息，這些信息是從它們的光譜中推斷出來的。歐空局的蓋亞飛船已經(jīng)追蹤了我們銀河系中近15億顆恒星的亮度、運(yùn)動(dòng)和距離。
對(duì)于遙遠(yuǎn)的星系也有更多更好的數(shù)據(jù)。漫畫調(diào)查深入研究了近10，000個(gè)星系。以前針對(duì)這么多星系的調(diào)查只能提供每個(gè)星系的一個(gè)整體光譜，漫畫描繪了一幅“光譜圖”，顯示了，比如說，每個(gè)星系的化學(xué)成分從中心到外圍區(qū)域是如何變化的。
最后但同樣重要的是，現(xiàn)在有了星系形成和演化的現(xiàn)代模擬，如TNG50模擬，它跟蹤了一個(gè)模型宇宙中從大爆炸后到現(xiàn)在的數(shù)千個(gè)星系的歷史。所有這些發(fā)展對(duì)我們預(yù)測外星天文學(xué)家將會(huì)看到什么是必要的，因?yàn)樗麄儗⑼h(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)銀河系并試圖重建銀河系的化學(xué)成分。
猜測外星天文學(xué)家
這正是由連和瑪麗亞·伯格曼(馬克斯·普朗克天文研究所)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究所做的。具體來說，連，伯格曼和他們的同事考慮了恒星的化學(xué)成分。我們周圍看到的恒星主要由氫和氦組成，但也有少量比氦重的元素——這些元素在天文學(xué)中(但不是在普通化學(xué)中！)被稱為“金屬”。
這些金屬中的一些是在恒星內(nèi)部產(chǎn)生的，當(dāng)大質(zhì)量恒星在其壽命結(jié)束時(shí)爆炸時(shí)被拋入太空。其他的產(chǎn)生于膨脹巨星的外層，并從那里漂移到太空。最重要的是，有一個(gè)總的趨勢:星際介質(zhì)——填充恒星之間空間的氣體和塵埃的低密度混合物——中的金屬濃度隨著時(shí)間的推移而增加。較早誕生的恒星含有較少的金屬，較晚誕生的恒星含有較多的金屬。繪制出星系中哪些區(qū)域的恒星金屬含量較少或較多，可以告訴你哪個(gè)區(qū)域的恒星形成較早，哪個(gè)區(qū)域形成較晚。
從本地宇宙學(xué)到外星人視角
我們的家園銀河系是目前唯一一個(gè)我們可以直接對(duì)單個(gè)恒星進(jìn)行大規(guī)模調(diào)查的螺旋星系——測量它們?cè)谖覀冃窍抵械奈恢?，并通過它們的光譜，它們的金屬含量，表面溫度和其他物理屬性。Lian，Bergemann和他們的同事開始重建外星天文學(xué)家在繪制銀河系金屬含量地圖時(shí)會(huì)看到的景象。由于我們的家庭星系是一個(gè)盤狀星系，關(guān)鍵問題是:一個(gè)遙遠(yuǎn)的外星天文學(xué)家如何看待金屬豐度隨著離我們星系中心的距離而變化？
這種重建需要努力。遠(yuǎn)地點(diǎn)調(diào)查的數(shù)據(jù)只是一個(gè)起點(diǎn)。接下來，研究人員需要考慮這樣一個(gè)事實(shí)，即從地球上看，我們對(duì)銀河系的看法是“模糊的”:在某些方向上，我們和更遙遠(yuǎn)的恒星之間會(huì)有更多的塵埃，削弱了恒星的光線，并完全隱藏了一些最暗的恒星。在其他方向會(huì)有更少的灰塵。研究人員需要將觀測數(shù)據(jù)與我們對(duì)塵埃和恒星屬性的了解結(jié)合起來，以重建我們銀河系中恒星的真實(shí)分布。
我們星系的高金屬含量“帶”
結(jié)果有些令人驚訝。如果你從星系中心向外追蹤恒星的平均金屬含量，它會(huì)增加，在距離中心大約23000光年的地方達(dá)到接近我們太陽的金屬含量。(作為比較:我們的太陽距離銀河系中心大約26000光年。)在更遠(yuǎn)的距離，平均金屬含量再次下降，在距離中心約50，000光年處下降到太陽值的大約三分之一。
為了了解發(fā)生了什么，研究人員隨后分別觀察了不同年齡組的恒星——遠(yuǎn)地點(diǎn)光譜至少可以粗略估計(jì)恒星的年齡。分別觀察年輕和年老的恒星，他們發(fā)現(xiàn)每個(gè)年齡組基本上都遵循一個(gè)連續(xù)的趨勢，靠近中心的金屬含量較高，遠(yuǎn)離中心的金屬含量較低?？傮w分布的增加和最大值純粹是由于較老的恒星(金屬含量低得多)在銀河系中心附近更豐富，因此拉低了總體平均值，但較年輕的恒星在更遠(yuǎn)處變得更頻繁。
將我們的銀河系與其他星系進(jìn)行比較
連，伯格曼和他們的同事將這一有趣的結(jié)果與其他星系的性質(zhì)進(jìn)行了比較。一方面，他們?cè)诼嬚{(diào)查中考慮了321個(gè)星系，所有這些星系的質(zhì)量與銀河系相似，產(chǎn)生的恒星數(shù)量相似，并且所有這些星系都是正面可見的，因此平均金屬度的變化可以被測量。另一方面，研究人員使用相同的標(biāo)準(zhǔn)在TNG50模擬的模型宇宙中識(shí)別了134個(gè)類似銀河系的星系。
那么，我們的銀河系到底有多特別——或者沒有？本研究提供的答案是:就金屬豐度的分布而言，我們的銀河系是不尋常的，但不是唯一的。TNG50樣本中只有11%的星系和漫畫樣本中約1%的星系顯示出類似的平均金屬豐度上下波動(dòng)。11%和1%之間的差異可能是由于漫畫數(shù)據(jù)中的不確定性和TNG50模型宇宙中現(xiàn)實(shí)模擬的局限性的結(jié)合。
此外，在外部區(qū)域，與漫畫和TNG50星系相比，銀河系的平均金屬含量隨著距中心距離的增加而下降的幅度更大。
“為什么”的問題
那么為什么銀河系會(huì)有它所具有的不尋常的性質(zhì)，這些性質(zhì)對(duì)于我們的家庭星系的形成歷史意味著什么呢？有幾種方法可以解釋銀河系中心附近富含金屬的恒星相對(duì)稀少的原因。這一特征可能與所謂的凸起(bulge)的形成有關(guān)，這是一個(gè)圍繞銀河系中心的較老恒星的大致球形區(qū)域，距離約5000光年。膨脹的形成會(huì)耗盡大部分可用的氫氣，使得后來的恒星形成更加困難?；蛘撸@種稀缺可能與一個(gè)活躍階段有關(guān)，在這個(gè)階段，我們星系的中心超大質(zhì)量黑洞從其近鄰噴出粒子和輻射，抑制恒星的形成。
外部區(qū)域的金屬含量可以用幾種方案來解釋，這些方案結(jié)合了我們銀河系內(nèi)部氣體的演化和銀河系盤面上恒星形成的歷史。這種急劇下降可能是我們銀河系歷史上一個(gè)不尋常事件的跡象——比如說，我們的家庭星系用幾乎不含金屬的氣體“吞噬”了一個(gè)較小的星系。這種氣體后來會(huì)成為形成盤中金屬含量較少的恒星的原料。也有可能我們對(duì)銀河系恒星盤范圍的估計(jì)是錯(cuò)誤的，當(dāng)談到減少的幅度時(shí)，這種誤差扭曲了與其他星系的比較。
觀點(diǎn)
瑪麗亞·伯格曼說:“這些發(fā)現(xiàn)非常令人興奮！這是我們第一次能夠有意義地將我們星系的詳細(xì)化學(xué)成分與許多其他星系的測量結(jié)果進(jìn)行比較。這些結(jié)果對(duì)于下一代星系形成的全面研究非常重要。這些研究將使用來自即將到來的針對(duì)銀河系或針對(duì)遙遠(yuǎn)星系的大規(guī)模觀測項(xiàng)目的數(shù)據(jù)。我們的研究展示了如何明智地結(jié)合這兩種數(shù)據(jù)集?！?br>總而言之，這里描述的研究提出了許多有趣的問題。通過新的調(diào)查和探索“外星天文學(xué)家”視角的新研究，我們可以希望找到答案，并在這個(gè)過程中更好地了解我們家鄉(xiāng)星系的歷史。