“星系考古学”首次追溯河外星系演化史

由美国哈佛—史密森天体物理学中心牵头的国际天文学家团队，首次利用“星系考古学”追溯了银河系之外一个星系的形成与演化历史，为研究遥远星系提供了一种全新思路。相关成果发表于新一期《自然·天文学》杂志。

所谓“星系考古学”，是指通过分析星系中气体和恒星的化学元素分布，如同研究“化学指纹”一样，重建星系的演化过程。研究团队此次将这一方法首次拓展到银河系之外，并将其称为“河外星系考古学”。团队试图通过这种精细的化学分析，回答人类生存的基本问题，即银河系是如何形成的，人们呼吸的氧气又是从何而来。

为了攻克河外星系观测分辨率不足的难题，研究团队利用拉斯坎帕纳斯天文台杜邦望远镜的TYPHOON巡天数据，对邻近的旋涡星系NGC 1365进行了深入观测。由于该星系的宽阔圆盘正对地球，他们获得了足以分辨单个恒星形成云团的高清图像。

团队解释道，年轻的热恒星会激发周围气体产生特定的光谱线，而氧等元素的丰度模式受恒星形成、超新星爆发以及星系合并等因素共同驱动，如同“化学年轮”记录着星系的过去。他们将观测到的氧元素分布模式与“Illustris项目”中尖端的星系演化模拟进行了比对。在对约2万个模拟星系进行大数据搜索后，发现了一个与NGC 1365观测特征高度匹配的案例。模拟数据还原了该星系跨越120亿年的成长历程。

结果显示，NGC 1365的中心区域在宇宙早期便已形成并积聚了大量氧气，而外围区域则是在漫长的120亿年间不断与小型矮星系碰撞、吸积气体而逐渐壮大。研究还证实，该星系标志性的外侧旋臂形成相对较晚，主要在过去几十亿年间由合并后的物质“滋养”而成。

这项成果也表明，“星系考古学”有望成为研究星系形成与演化的重要新工具。