中国科学家发现银河系恒星年龄呈现“U形分布”

中国科学家最新发现，银河系的恒星年龄并不是如预期单调地从内向外变年轻，而是呈现出“U形”分布特征：先逐渐变年轻，随后又重新变老。相关研究成果已发表在国际学术期刊《自然·天文学》上。

　　银河系鸟瞰想象图。新华社发（图片来源：美国宇航局）

　　银河系是人类的宇宙家园。长期以来，天文学家普遍认为，星系盘中的恒星年龄会随着与中心距离增大而逐渐变小。

　　论文第一作者、云南大学中国西南天文研究所教授连建辉介绍，研究团队发现，从银河系的中心到距离中心约3.6万光年的区域，恒星的平均年龄在逐渐降低，即越往外围恒星越年轻。然而，在3.6万光年之外的外围区域，情况发生了转折：恒星的年龄反而开始回升，越往外越古老。到了约4.5万光年以外的极远处，恒星年龄基本稳定在50亿年左右。

　　“如果把银河系从中心到边缘的恒星年龄画成一条曲线，它看起来就像字母‘U’。”连建辉说，这意味着银河系从内到外并非简单地“越远越年轻”，而是呈现出“年老—年轻—再年老”的年龄结构。

　　银河系年龄轮廓图。横坐标半径单位为千秒差距（kpc），1kpc≈3260光年，纵坐标年龄单位为10亿年。新华社发

　　这种“U形年龄轮廓”是如何形成的？

　　研究人员发现，答案在于恒星会“搬家”，即由恒星径向迁移造成。银河系的盘面在约3.6万光年以内的区域，是恒星批量诞生的工厂，但在这个半径以外，恒星形成活动基本停止。

　　“它们更像是从内盘搬迁过去的居民。”连建辉说，我们今天在更外围看到的古老恒星，其实是更早时期在盘的内侧诞生，然后通过与星系的旋臂、中心棒等结构的引力相互作用，轨道半径逐步增加，逐渐迁移到了如今偏远的位置。银河系的观测为这一理论猜测提供了直接的观测证据。而测量出的年龄“U形”特征也为这种迁移的速率提供了直接的限制，且推算出的速度与此前其他方法得到的结果基本吻合。

　　该研究发现为揭示银河系的形成与演化提供了关键观测证据，也为河外星系研究提供了新方法。其研究方法还有望应用于遥远的河外星系，帮助科学家测量其他星系中恒星的迁移速度，从而更好地理解星系演化的普遍规律。