银河系的可视化，Khyati Malhan和Hans-Walter Rix在Gaia DR3数据集中识别出属于Shiva和Shakti的恒星显示为彩色点。湿婆星是绿色的，沙克提星是粉色的。在一些区域完全没有绿色和粉红色的标记并不意味着那里没有来自湿婆或沙克蒂的恒星，因为这项研究使用的数据集只覆盖了我们银河系中的特定区域。图片来源:s.p ayne- wardenaar / k.m alhan / MPIA

　　阿斯特罗科学家们已经确定了可能是银河系最早的两个组成部分:名为“沙克蒂”和“湿婆”，它们似乎是120亿到130亿年前与早期银河系合并的两个星系的残留物对我们的星系最初的成长做出了贡献。这个新发现是天文名义上相当于考古学家发现了一个最初的定居点发展成为今天的大城市的痕迹。它需要将来自欧空局盖亚任务的近600万颗恒星的数据与SDSS调查的测量结果结合起来。研究结果发表在天体物理学杂志》上．

　　我们的家园银河系的早期历史，是一个由较小的星系组成的历史，这些星系构成了相当大的积木。现在，马克斯普朗克天文研究所的Khyati Malhan和Hans-Walter Rix已经成功地确定了可能是今天仍然可以识别的最早的两个组成部分:原始星系碎片，它们在120亿到130亿年前与我们银河系的早期版本合并，在宇宙中星系形成时代的最初阶段。

　　天文学家将这两个天体命名为Shakti和Shiva，它们是通过将ESA的天体测量卫星Gaia的数据与SDSS调查的数据结合起来识别出来的。对天文学家来说，这个结果相当于发现了一个最初的定居点发展成今天一个大城市的痕迹。

　　追踪来自其他星系的恒星的起源

　　当星系碰撞合并时，几个过程同时发生。每个星系都有自己的氢气储存库。碰撞后，这些氢气体云变得不稳定，许多新的恒星在其中形成。当然，进入的星系也已经有了自己的恒星，在合并中，来自星系的恒星会混合在一起。从长远来看，这些“被吸积的恒星”也将占新形成的合并星系的恒星总数的一部分。一旦合并完成，要确定哪个恒星来自哪个前身星系似乎是不可能的。但事实上，至少有一些方法可以追溯到恒星的祖先。

　　帮助来自基础物理。当星系碰撞时，它们的恒星数量混合在一起，大多数恒星保留了非常基本的属性，这些属性与它们起源的星系的速度和方向直接相关。来自同一个合并前星系的恒星在能量和物理学家所说的角动量(与轨道运动或旋转有关的动量)方面都有相似的值。对于在星系引力场中运动的恒星，能量和角动量都是守恒的:它们随着时间的推移保持不变。寻找能量和角动量值相似且不寻常的大型恒星群，你可能会发现合并残留物。

　　额外的指针可以帮助识别。最近形成的恒星比很久以前形成的恒星含有更多更重的元素，天文学家称之为“金属”。金属含量(“金属丰度”)越低，恒星可能形成得越早。当试图确定130亿年前已经存在的恒星时，人们应该寻找金属含量非常低的恒星(“金属贫乏”)。

　　大数据集的虚拟挖掘

　　识别加入我们银河系的恒星是另一个星系的一部分，直到最近才成为可能。它需要大量高质量的数据集，而分析则需要以巧妙的方式筛选数据，以确定要搜索的对象类别。这种数据集只出现了几年。欧空局的天体测量卫星盖亚为这种大数据星系考古学提供了理想的数据集。它于2013年发射，在过去十年中产生了越来越精确的数据集，到目前为止，这些数据集包括我们银河系中近15亿颗恒星的位置、位置变化和距离。

　　盖亚的数据彻底改变了我们银河系恒星动力学的研究，并且已经导致了以前未知的亚结构的发现。这包括所谓的盖亚土卫二/香肠流，这是我们的银河系最近一次大合并的残余，发生在80亿到110亿年前。它还包括2022年发现的两个结构:由Malhan及其同事发现的本都流，以及由Rix及其同事发现的银河系“可怜的老心脏”。后者是在最初的合并过程中新形成的一群恒星，这些合并创造了原始银河系，并继续居住在我们银河系的中心区域。

　　沙克提和湿婆的痕迹

　　在他们目前的搜索中，Malhan和Rix使用了盖亚数据和斯隆数字巡天(DR17)的详细恒星光谱。后者提供了恒星化学成分的详细信息。Malhan说:“我们观察到，对于一定范围的金属贫乏的恒星，恒星聚集在能量和角动量的两种特定组合周围。”

　　与“可怜的老心脏”形成鲜明对比的是，这两组相似的恒星有着相对较大的角动量，这与曾经属于与银河系合并的不同星系的恒星群是一致的。Malhan将这两个结构命名为Shakti和Shiva，后者是印度教的主要神之一，前者是一种女性宇宙力量，通常被描绘为Shiva的配偶。

　　它们的能量和角动量值，加上它们整体的低金属丰度与“可怜的老心脏”相当，使沙克蒂和湿婆成为我们银河系最早的祖先的很好的候选人。Rix说:“Shakti和Shiva可能是我们银河系‘可怜的老心脏’的前两个新成员，开始了它向一个大星系的成长。”

　　一些已经在进行或将在未来几年开始的调查有望提供相关的额外数据，包括光谱(SDSS-V, 4MOST)和精确距离(LSST/Rubin天文台)，这将使天文学家能够确定Shakti和Shiva是否确实是我们家园星系最早的史前时代的一瞥。

　　参考文献:Khyati Malhan和Hans-Walter Rix的《湿婆和沙克提:银河系内部假定的原星系碎片》，2024年3月21日，《天体物理学杂志》。1538 - 4357 . DOI: 10.3847 / / ad1885