银河系“边界”首次被定位 恒星诞生盘在距中心约4万光年处明显收缩
2026年04月24日 19:23 次阅读 稿源：cnBeta.COM 条评论
天文学家首次较为明确地定位了银河系恒星形成盘的边缘。最新研究显示，银河系的恒星形成活动主要集中在距离银心约4万光年以内，而在这一范围之外，恒星虽然仍然存在，但多数并非在当地新近诞生，而更可能是从银河系内部逐步迁移而来。
按照盘状星系的一般演化规律，恒星形成通常呈现“由内向外”推进的特征：星系先在中心区域形成恒星，随后恒星形成区域逐渐向外扩展。因此，通常距离中心越远，恒星年龄越年轻。此次由卡尔·菲特尼领导、在约瑟夫·卡鲁阿纳和维克托·德巴蒂斯塔指导下完成的研究，对超过10万颗巨星进行了分析，并结合先进的计算机模拟后发现，这一规律在距银心约3.5万至4万光年的区域发生逆转：超过这一距离后，恒星年龄反而再次变老。
研究团队指出，这种变化形成了一个典型的“U形年龄分布”。曲线最低点对应的区域，意味着恒星形成活动出现了陡然下降，也正因此被视为银河系恒星形成盘的边界。研究人员表示，银河系恒星形成盘究竟延伸到多远，长期以来一直是“银河考古学”中的一个重要未解问题，而通过绘制恒星年龄沿银盘变化的分布，如今这一问题终于获得了较为清晰且可量化的答案。
在数据来源上，这项研究综合使用了LAMOST和APOGEE两项光谱巡天数据，以及欧洲航天局盖亚卫星的测量结果。研究对象主要是红巨星分支恒星，因为这类恒星的年龄能够被较高精度地估算。相关成果已经发表在《Astronomy & Astrophysics》上。
至于边界之外的恒星，研究人员认为它们大概率并非在原地产生，但也不是来自外来矮星系或卫星星系的并合输入。更合理的解释是，这些恒星最初形成于银河系内部盘面，随后在漫长时间中逐步向外迁移。研究团队成员维克托·德巴蒂斯塔指出，外盘恒星大多运行在近圆形轨道上，这说明它们必须形成于银盘本身，而不是来自外部系统。
研究人员形容，这一过程有些像冲浪者被海浪推向岸边：银河系旋臂激起的密度波会不断推动恒星向外移动，并最终将它们“输送”至更外侧区域。由于迁移到更远位置需要更长时间，最外缘的恒星因此也往往最为年老。正是这种向外迁移机制，造成了恒星形成盘边缘之外恒星年龄重新上升的现象。
事实上，类似的U形年龄分布此前已在盘状星系模拟中出现，也曾在其他星系的观测研究中被间接推断出来。这意味着，银河系并非特殊个案，而是在遵循一种较为普遍的盘状星系演化模式；此次识别出的边界，很可能对应着旋涡星系演化过程中的一种通用转折结构。
不过，究竟是什么机制阻碍了这条边界之外的恒星形成，目前仍无定论。研究人员提出两种可能解释：其一，银河系中央棒状结构的引力可能将气体约束在特定半径内；其二，银河系边缘区域存在明显翘曲，这种弯曲结构可能扰乱外侧区域的恒星形成过程。
未来，新一代观测设备有望帮助天文学家进一步厘清这一问题。其中包括欧洲南方天文台的4MOST光谱仪——该设备已于去年10月迎来“首光”——以及加装在加那利群岛拉帕尔马岛威廉·赫歇尔望远镜上的WEAVE光谱仪。随着银河考古学研究不断推进，科学家希望不仅能更深入理解银河系的过去与未来，也能借此解释更多类似星系的演化历程。
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