美国宇航局哈勃空间望远镜发现了确凿证据，表明在宇宙大爆炸后仅20亿年，一个矮星系与银河系发生了合并。

银河系有着吞噬较小星系的漫长历史，这一过程帮助它长到如今的规模，但科学家此前认为这一过程大约可追溯到100亿年前。然而，一项新研究表明，我们的星系“进食”的时间比这长得多。

这些发现于周一发表在《自然·天文学》期刊上，揭示了一个矮星系在118亿年前——也就是宇宙大爆炸后仅20亿年——与银河系合并。此前有研究曾提出，可能存在早于100亿年前的合并，但这是首次找到此类事件的直接证据。

“我们的家园是银河系，但我们并不知道我们的房子是如何建成的，”第一作者、意大利博洛尼亚天体物理与空间科学天文台研究员达维德·马萨里在声明中说。“在这篇论文中，我们发现了第一批重要‘砖块’来自哪里：一个我们称之为LKH的矮星系。”

星系合并的复杂历史

马萨里及其合著者解释说，根据我们目前对宇宙学的理解，像银河系这样的大型星系在很大程度上是通过与较小星系合并而成长的。尽管较小的星系可能因为不再是独立系统而“消失”，但其恒星仍保留着关于自身起源的线索。因此，银河系中保存着过去合并事件的“化石记录”。

通过研究这些线索，研究人员发现了银河系历史上两次重大合并的证据。最近一次是与人马座矮星系的合并，约60亿年前开始，至今仍在进行。大约在那之前40亿年，我们的星系与另一个名为盖亚-香肠-恩克拉多斯的矮星系合并。

那次合并深刻影响了银河系星系盘的结构。

此前研究表明，在这两次事件之间还发生了几次较小的合并，但银河系更早期的演化历史仍不清楚。观测和模拟都显示，在人马座和盖亚-香肠-恩克拉多斯事件之前还有另一次大规模合并，但回看那么久远的时间一直很困难，直到现在。

回溯时间

马萨里的团队利用NASA哈勃空间望远镜，研究了银河系内部一片2万光年宽区域中的39个球状星团。这些由数万到数百万颗恒星紧密束缚而成的星团，包含银河系中一些最古老的恒星，为了解其遥远过去提供了一扇窗口。

“得益于哈勃成像的高分辨率和观测深度，我们以前所未有的精度测量了这些星团的年龄和金属丰度，”合著者、意大利博洛尼亚大学博士生基娅拉·泽比纳蒂说。

研究人员将哈勃的观测结果与欧洲空间局盖亚任务的测量数据结合起来。盖亚任务对银河系中20亿颗恒星及其他天体进行了超过3万亿次观测。这使他们能够识别出一组与其他球状星团不同的星团。

“这些星团诞生于LKH中，它们告诉我们那个星系是何时被我们的星系吞噬的，以及它有多大，”泽比纳蒂解释说。

研究人员确定，LKH，即“低能-克拉肯-赫拉克勒斯”，是一个总恒星质量约为太阳质量5亿倍的矮星系。根据他们的发现，它在大约118亿年前与银河系合并，使这一事件成为我们银河系历史上已知最早的合并。

“过去一些研究认为，银河系演化最早阶段是由仅在我们星系中诞生的恒星所定义的，”马萨里说。“而在这里，我们证明了在外部星系中诞生的恒星也需要被考虑。”

他和同事们计划继续研究银河系的球状星团，以全面了解合并如何塑造了它的演化。得益于哈勃和盖亚等任务，我们对银河系远古历史的观察从未如此清晰。

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