窺星漢往昔

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翻譯：葛文迪

校對：牧夫天文校對組

編排：胡暖暖

后臺：庫特莉亞芙卡李子琦徐⑨坤

原文鏈接：https:http://phys.org/news/2020-11-family-tree-milky-deciphered.html

科學家早已知道星系可以通過小型星系的并合來擴大，但是我們銀河系的過去卻一直是個謎。如今，一支國際天體物理學家團隊通過人工智能分析了圍繞銀河系運行的球狀星團的性質，成功完整重建了我們銀河系的演化譜圖，論文發表在了英國皇家天文學會的月報當中。

球狀星團是由上百萬顆與宇宙幾乎同齡的恒星組成的致密星團，銀河系有超過150個這樣的星團，它們中的一部分是在較小的星系中形成的，這些較小的星系并合后形成了我們如今所在的星系，數十年來，天文學家一直猜想這些球狀星團的高齡意味著它們在星系的形成歷史中扮演“化石”的角色，但是這個猜想直到有了最新的模型和觀測結果后才得以證實。

星系的并合

圖片來源：網路

一只由來自海德堡大學部天文中心的Diederik Kruijssen博士和來自利物浦約翰摩爾斯大學部的Joel Pfeffer博士帶領的國際團隊，僅僅根據銀河系的球狀星團就成功推斷出銀河系的并合歷史，并重建了銀河系的演化譜圖，

為了做到這一點，他們建立了一套先進的計算機仿真，模擬類銀河系星系形成的過程。這個被稱為E-MOSAICS的計算機仿真模型是目前唯一可以模擬球狀星團形成、演化和消亡完整過程的模型。

哈勃望遠鏡的數據顯示，40億年后仙女星系將與銀河系發生并合。

圖片來源：網路

在仿真中，研究人員得以將球狀星團的年齡、化學組成和軌道運動與它們在百億年前誕生的原始星系聯系起來，利用對這些銀河系中球狀星團群的深刻認知，研究人員們不僅可以確定這些原始星系中包含恒星的數量，還可以知曉它們并入銀河系的時間，

Kruijssen解釋道“在將球狀星團的性質與宿主星系的并合歷史聯系起來的過程中，最大的挑戰就在于星系的形成是一個極其混亂的過程，球狀星團的運行在這時完全被打亂了，”

“為了搞清楚現存的這個復雜系統，我們最終決定使用人工智能，我們在E-MOSAICS仿真中訓練了一個人工神經網路來將球狀星團的性質與宿主星系的并合歷史聯系起來。我們在仿真中將算法測試了數以萬次，而這個算法僅使用球狀星團總體就可以重建仿真星系的并合歷史，其精準程度也讓我們又驚又喜。”

M13武仙座球狀星團

圖片來源：網路

受此鼓舞，研究人員們開始挖掘銀河系的并合歷史，為此，他們選用基于軌道運動而被認為來自相同原始星系的球狀星團群，將神經網路應用于這些球狀星團群后，研究人員不僅可以更精準地得到原始星系的恒星質量與并合次數，還發現銀河系曾經與一個神秘的星系發生過碰撞，研究人員們將這個神秘的星系命名為“Kraken”（北歐神話中的海怪）。

Kruijssen補充道：“與Kraken的碰撞對于銀河系來說一定是一次史無前例的并合，在之前，大約九十億年前與蓋亞-恩克拉多斯星系（the Gaia-Enceladus-Sausage galaxy）的碰撞被認為是最大的碰撞事件，但是，與Kraken的碰撞發生在110億年前，那時的銀河系的質量是現在的四分之一。因此，與Kraken的碰撞在那時一定改變了銀河系的樣貌。