像大多數(shù)旋渦星系一樣，銀河系在其中心處有一個大致球形的恒星集合，稱為凸起。凸起的形成方式是一個長期存在的謎，許多研究表明，隨著時間的流逝，它會通過多次恒星形成而逐漸形成。

最新研究發(fā)現(xiàn)，超過100億年前，我們銀河系中央凸起中的大多數(shù)恒星形成于一次恒星形成爆發(fā)中。為了得出這個結(jié)論，天文學(xué)家在200平方度的天空(相當(dāng)于1000顆滿月)上對數(shù)百萬顆恒星進(jìn)行了調(diào)查。預(yù)計由此產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)將推動更多的科學(xué)查詢。

我們的銀河系的形狀像兩個背對背粘著的煎蛋。中央恒星凸起位于散亂的恒星盤中間。盡管這是無數(shù)旋渦星系的共同特征，但天文學(xué)家花了數(shù)十年的時間才迷惑了銀河系中央凸起的形成方式和時間。是在10到120億年前的銀河系歷史早期誕生的凸起中的恒星嗎?還是通過多次形成恒星而逐漸形成了凸起?

一些研究發(fā)現(xiàn)了至少兩次恒星爆發(fā)的證據(jù)，這些恒星爆發(fā)的年齡高達(dá)100億年或30億年。現(xiàn)在，一項(xiàng)針對數(shù)百萬顆恒星的全面綜合調(diào)查發(fā)現(xiàn)，銀河系樞紐中心1000光年中的大多數(shù)恒星是在100億多年前飽受注入氣體吞噬時形成的。這個過程可能是由原始物質(zhì)的簡單積聚觸發(fā)的，或者是與其他年輕星系合并等更具戲劇性的事件觸發(fā)的。

共同首席研究員克里斯蒂安·克里斯蒂安(Christian)表示：“許多其他螺旋星系看起來像銀河系，并且具有類似的凸起，因此，如果我們能夠了解銀河系是如何形成其凸起的，那么我們將對其他星系也是一樣有一個很好的認(rèn)識。馬里蘭州巴爾的摩市太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)研究所的約翰遜。

印第安納州布盧明頓市印第安納大學(xué)的合著者Caty Pilachowski補(bǔ)充說：“這項(xiàng)調(diào)查以一種以前許多調(diào)查都無法做到的方式為我們提供了凸出的全景。”

為了得出結(jié)論，研究小組研究了恒星的化學(xué)成分。像許多好萊塢明星一樣，銀河隆起中的明星看起來像已經(jīng)接受了宇宙肉毒桿菌毒素治療-它們看起來比實(shí)際年齡還年輕。那是因?yàn)樗鼈兯闹卦?比氫和氦重)大約與太陽相同-天文學(xué)家稱之為金屬。這是令人驚訝的，因?yàn)榻饘傩枰獣r間積累。它們必須由前幾代恒星產(chǎn)生，通過恒星風(fēng)或超新星彈出，然后再結(jié)合到后代。

我們的太陽已經(jīng)有45億年的歷史了，它是一個相對較新的事物，因此它會充滿金屬是有道理的。相反，我們銀河系中的大多數(shù)老恒星都缺乏重元素。然而，盡管凸出的恒星年事已高，但它們?nèi)愿缓饘佟?/p>

加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校首席研究員邁克爾·里奇(Michael Rich)說：“這種膨脹發(fā)生了一些變化。那里的金屬堆積得非?？?，很可能是在它誕生的最初5億年之內(nèi)。”

該小組使用了在不同波長的光下，特別是在紫外線下，測量的恒星亮度，以確定其金屬含量。預(yù)計在不同時間形成的恒星平均具有不同的金屬性。相反，他們發(fā)現(xiàn)距銀河系中心1,000光年以內(nèi)的恒星顯示出金屬聚集在單個平均值附近的分布。如果恒星是學(xué)生，金屬性是美國年級，那么凸起的恒星都將具有穩(wěn)定的“ C”平均水平，而不是一群“ A”學(xué)生和一群“ D”學(xué)生。這表明這些恒星是在短暫的恒星誕生風(fēng)暴中形成的。

該團(tuán)隊(duì)對覆蓋200平方度以上的一部分天空進(jìn)行了調(diào)查，該區(qū)域大約相當(dāng)于1000顆滿月。他們使用了位于智利Cerro Tololo美洲天文臺的Victor M. Blanco 4米望遠(yuǎn)鏡上的暗能量相機(jī)(DECam)，這是NSF NOIRLab的一項(xiàng)計劃。這款廣角相機(jī)可以在單次曝光中捕捉3平方度的天空。

該團(tuán)隊(duì)收集了超過45萬張個人照片，使他們能夠準(zhǔn)確確定數(shù)百萬顆恒星的化學(xué)成分。本研究分析了70,000顆恒星的子樣本。

“我們的調(diào)查是獨(dú)特的，因?yàn)槲覀兡軌驈淖贤饩€到可見光到近紅外光的波長掃描凸起的連續(xù)部分。這使我們可以清楚地了解凸起的各個組成部分以及它們的組成方式放在一起，”約翰遜說。

本次調(diào)查收集的大量數(shù)據(jù)將推動其他科學(xué)查詢。例如，研究人員正在研究測量恒星距離的可能性，以制作更準(zhǔn)確的凸出3D地圖。他們還計劃在其金屬度測量值和恒星軌道之間尋找相關(guān)性。這項(xiàng)調(diào)查可以找到軌道相似的恒星“群”，它們可能是矮星系破裂的遺跡，或者可以識別出像星體相對于銀河旋轉(zhuǎn)的恒星一樣的增生跡象。

銀河系的隆起形成歷史在銀河系演化中是獨(dú)特的還是普遍的?為了回答這個問題，天文學(xué)家將不得不研究遙遠(yuǎn)的年輕宇宙中的銀河系組裝——NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡是專門為這項(xiàng)任務(wù)設(shè)計的。里奇說：“有了韋伯，我們將有一個前排座位觀看銀河系形成這樣的星系。”

Blanco DECam凸起調(diào)查以紀(jì)念Victor和Betty Blanco的名字命名。維克多·布蘭科(Victor Blanco)是Cerro-Tololo美洲天文臺的第一任主任。他和貝蒂·布蘭科(Betty Blanco)還率先使用天文臺的4米望遠(yuǎn)鏡研究了銀河膨脹和麥哲倫星云。

這些結(jié)果在《皇家天文學(xué)會月刊》上接受并發(fā)表的兩篇配套論文中進(jìn)行了報道。