我們的銀河系只是一個平平無奇的普通星系嗎？

銀河系是宇宙中被研究得最多的星系。這並不奇怪，這是我們的家園所在，是在可觀測宇宙的龐大數量星系中，觀測難度最小的一個星系。一個與銀河系有關的關鍵問題是：我們的銀河系究竟只是一個普通星系，還是它真的非比尋常？然而，如果不能觀測那些更遙遠的星系，這個問題就無法得到解決。

但現在，這個問題似乎有了答案。

在宇宙中，銀河系不是最大的，也不是最古老的，因此從某些程度角度來看，與其他旋渦星系相比，銀河系似乎也並沒有什麼特別之處。但當我們仔細觀察它的結構和化學時，又會覺得它非常與眾不同。1983年，愛丁堡大學的研究人員通過觀測發現，銀河系中存在一個古老的厚盤結構，這改變了我們對銀河系樣貌的認知。

銀河系的藝術構想圖。| ESO/NASA/JPL-Caltech/M. Kornmesser/R. Hurt

自那之後，我們知道了銀河系的圓盤由兩個部分組成——一個厚盤、一個薄盤。厚盤的厚度寬達數千光年，而薄盤的厚度只有約1000光年，我們的太陽系就存在於薄盤中。這兩個盤結構者所包含的恒星種類非常不同， 厚盤主要由古老恒星構成，它們的金屬元素（如鐵） 含量低，但富含阿爾法元素（碳、氧、鎂、矽和其他一些元素) ；薄盤裡的恒星往往有很高比例的重元素，而阿爾法元素相對較少。

一直以來，天文學家都認為，銀河系的這種結構特點是由某個發生在很久之前的星系碰撞導致的結果。並且他們認為，這種碰撞是非常罕見的，因為當他們試圖通過計算機來模擬能創建這種具有獨特的恒星類型的雙盤結構時，發現這樣的情況只出現在當一個中等大小的星系在大約90億年前與銀河系發生碰撞的場景下才會出現。

如果情況果真如此的話，那麼像銀河系這樣的星系，的確應該非常罕見。

現在，一項發表在《天體物理學雜誌快報》上的新研究表明，這種觀點可能是錯的—— 這種結構可以「自然」演化而成，並不需要災難性的碰撞才能產生，這意味著在我們的宇宙中，銀河系只是其中普普通通、平平凡凡的一員，與銀河系相似的星系可能非常普遍。

雖然在此之前，有天文學家在其他星系中也觀察到過種雙盤結構，但由於無法確定它們是否擁有相似的恒星分布，因此難以判斷它們是否有著相似的起源。這次，研究人員使用甚大望遠鏡（VLT）上的多元光譜探測儀（MUSE），分析了一些與銀河系大體相似的星系。 光譜學是一種將來自一個星系的光分解成許多不同顏色的技術，它可以幫助天文學家確定星系裡的恒星的化學成分。

在分析過程中，一個距離我們約3.2億光年的星系脫穎而出，這個星系就是 UGC 10738。這個星系有著非常有趣的側面朝向，能使天文學家很容易區分薄盤和厚盤裡的恒星，並對它們進行比較。這有點像區分高個子和矮個子：如果從頂方看，我們很難看到他們的高矮之分；但如果從側面看，就相對容易得多。

分析結果表明，UGC 10738中的恒星的化學成分與銀河系中的幾乎一樣：富含金屬而阿爾法元素貧瘠的恒星集中在星系中心的一個薄盤上；在厚盤的上方和下方，有著明顯的富含阿爾法元素但金屬貧瘠的恒星。這是表明這兩個星系是以相同的方式演化而成的強有力證據。 一個遙遠的星系與銀河系如此相似，這意味著銀河系可能根本就沒有什麼特別之處。

新發現表明，銀河系的薄盤和厚盤不是由於巨大的並合導致的結果，而是通過一種標準的星系形成和演化的‘默認’路徑造成的。從結果來看，天文學家認為具有和銀河系的結構以及性質相似的星系，都可以被描述為正常、普通的星系。

另外，得知銀河系其實是一個相對普通、正常的星系，是一件非常令人興奮的事，這意味著現有的關於銀河系的詳細觀測，可被用作為更好地分析那些更遙遠的、我們無法看到的星系的工具。

雖然銀河系是我們目前知道的唯一包含生命的星系，對我們來說，銀河系永遠是特別的家園。但新的研究表明，數十億的星系或許都有著與銀河系相似的成長歷史，它們似乎也有可能成為生命的家園。從這種角度來看，銀河系或許真的並不稀奇。

參考文獻

文：不二北鬥

圖片來源：van de Sande/ESO

本文經授權轉載自 原理（ID： principia1687），原標題為《只是平平無奇的銀河系啊！》如需二次轉載請聯繫原作者。

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