正在阅读: 化学DNA识别银河系中的星系际移民
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

化学DNA识别银河系中的星系际移民

来源:光明网2019-05-01 11:21

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  最近有关天文的大事儿可是不少,前段时间首张黑洞照片发布,如今我国天文学家找到了银河系吞噬周围矮星系的化学证据!

  北京时间2019年4月30日凌晨,国际科学期刊《自然·天文》在线发布了我国天文学家主导的一项重大发现。中国科学院国家天文台赵刚研究员领导的中日合作研究团队首次揭示了银河系内快中子俘获过程元素含量超高恒星的“身世”之谜,为银河系并合事件提供了确切和可靠的化学证据,为基于化学DNA识别银河系中的“星系际移民”提供了新的线索。

  看完上面的文字是不是觉得有点

  高深莫测?云里雾里?

  您继续往下看就对啦

  万物之根:星星的DNA

  天文学家发现恒星很大程度上保留了它诞生时所处环境的化学成分,它们的化学成分就像生命密码DNA一样,为天文学家揭秘恒星起源提供了重要线索。

  那么,星星离我们如此遥远,星光又如此微弱,天文学家如何获知这些星星的奥秘呢?恒星光谱就像是恒星的指纹,有了光谱,天文学家可以确定恒星的化学成分,追溯恒星的起源。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

恒星光谱图(来自百度百科)

  中国天文学家自主研制的郭守敬望远镜(LAMOST),是目前世界上光谱获取率最高的天文望远镜,巡天七年,获取了1125万条光谱,这些星光里的“彩虹”为天文学家探索银河系形成与演化及星系物理等前沿科学的种种奥秘提供了最有力的数据支持。

  奇特发现:银河系中的“金库”

  银河系的形成和演化一直是天文学家探究的热门问题,天文界普遍认为银河系是通过不断地吞噬附近的矮星系形成的。为此,天文学家们也在一直努力地寻找矮星系被银河系“吞吃”的证据。获知银河系中现有的恒星到底哪些是银河系原有的“土著居民”,哪些是来自于近邻矮星系的“星系际移民”。从而推动银河系形成与演化的研究。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

LAMOST与星空(国家天文台供图)

  依托我国重大科技基础设施LAMOST望远镜的光谱数据,该论文第一作者国家天文台邢千帆博士及合作者在银晕中发现了一颗快中子俘获过程元素含量超高的重金属恒星,这颗恒星的铕相对于铁的比率是太阳的10倍之多,大大超出了同类恒星的平均值,它携带了大量包括金元素在内的重元素,堪称银河系中的“金库”。

  目前天文学家在银晕中仅发现了30余颗该类恒星,如此稀有的恒星引起了天文学家们的强烈好奇,这些恒星到底来自哪里?它们是银河系里的“原始居民”还是来自近邻矮星系的“星系际移民”?一系列的问题推动着天文学家继续前行。要想追溯恒星的起源,还需从恒星的DNA——化学元素组成继续研究。

  DNA鉴定:揭示真实身份

  被银河系吞噬的矮星系与目前幸存的矮星系具有相近的质量,因此它们拥有的成员星也具有相似的化学特征,通过研究银河系附近矮星系成员星的化学组成,我们便可获知矮星系家族里恒星的化学特征,从而像做DNA鉴定一样把银河系内来自矮星系的恒星筛选出来。

  研究人员发现银河系近邻矮星系的成员星中α元素(镁、硅、钙和钛等)的含量明显低于银晕内恒星的平均值。基于此,目前“α元素含量低”的特征就像一条DNA生命密码一样成为了筛选银河系中外来“移民”的有效判据,帮助我们找出银晕中最初来自于矮星系的恒星。

  根据这个线索,邢千帆等人对这位身份可疑,重金属元素含量超高的恒星开展了α元素含量的DNA鉴定,无巧不成书,经测量,这颗恒星的α元素含量异常低,仅为同类恒星的五分之一,而具有类似化学成分的恒星在银河系近邻矮星系中却是普遍存在的。因此初步断定这颗银晕中的恒星是“外来人员”,极可能是银河系并合矮星系时带来的“移民”。

化学DNA识别银河系中的星系际移民

图为新发现的这颗银河系“星系际移民”的示意图(中国国家天文麻钰薇绘制)

  天文学家向来是严谨的,为了进一步确认其外来“移民”的身份,借助日本的8米光学望远镜进行了高分辨率光谱观测,确定了这颗星更加精细的化学成分,获取了其24种元素的含量,并分别与矮星系恒星和银晕场星进行了细致比较。对比发现这颗恒星的化学成分与矮星系恒星高度吻合,明显不同于银河系的晕族恒星,因此通过如上的DNA亲子鉴定,这颗奇特恒星的“身世”和“家族史”终于浮出水面,其果然是来自于被银河系瓦解的矮星系。

  进一步的分析发现这颗恒星超高的重金属元素含量是由于其原属的矮星系经历了非常稀有的中子星并合事件。中子星并合能够快速产生大量的快中子俘获过程元素, 可显著提高环境中的快中子俘获过程元素含量。

  至此,这颗恒星的真实身份被揭晓:它是一个来自于近邻矮星系,携带“重金”投奔银河系的“星系际移民”。

  今年3月28日,国家天文台向国内天文学家和国际合作者发布了LAMOST巡天七年的数据,共计1125万条光谱,标志着LAMOST光谱正式进入了千万量级时代。我们期待着LAMOST为大家带来更多的发现,重现宇宙星空中一个个精彩的故事。

  作者:邢千帆,系中国科学院国家天文台助理研究员,中国科学院天文大科学研究中心LAMOST优秀骨干。主要研究领域是恒星元素丰度和银河系演化。李双,系中国科学院国家天文台工程师,LAMOST运行和发展中心宣传主管。

  轮值主编:邓李才(国家天文台研究员)

  编辑:王丹、蔡琳

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平会见孟加拉国临时政府首席顾问尤努斯

  • 喜迎“三月三”

独家策划

推荐阅读
2025中关村论坛年会于3月27日至31日在北京举办,以“新质生产力与全球科技合作”为年度主题。其中将举办碳达峰碳中和科技、世界绿色设计等论坛,为新质生产力发展注入绿色动能。
2025-03-28 03:30
日前,我国自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”成功下线,将承担世界最长公路水下盾构隧道——海太长江隧道工程左线掘进任务。大海古称“沧渊”,海太长江隧道横跨长江入海口,全长39.07公里,其中过江隧道长11.185公里,最大埋深超75米,计划于2028年建成。“沧渊号”开挖直径达16.66米,整机总长176米,总重量超5650吨,再创国产超大直径盾构机新纪录。
2025-03-28 04:00
3月27日,国家重大科技基础设施高能同步辐射光源HEPS正式宣布启动带光联调,这标志着HEPS装置建设进入冲刺阶段。HEPS是设计亮度世界最高的第四代同步辐射光源,也是我国第一台高能量同步辐射光源。截至2025年1月,经过多轮束流调试,HEPS储存环束流强度达到40毫安以上,发射度降低到93皮米弧度。
2025-03-28 04:00
3月27日,以“新质生产力与全球科技合作”为主题的2025中关村论坛年会在北京中关村国际创新中心拉开帷幕。来自100多个国家和地区的上千名嘉宾齐聚一堂,共议前沿科技趋势、共享创新思想、共谋发展机遇。
2025-03-28 03:30
近日,国家卫生健康委会同国家市场监督管理总局发布50项食品安全国家标准和9项标准修改单。截至目前,我国已累计发布食品安全国家标准1660项,包含2万多项指标,涵盖全部340余种食品类别。
2025-03-28 04:00
记者日前获悉,自去年10月全球洲际间断分布的5种崖柏属植物全部落户重庆市开州区崖柏国家林木种质资源库以来,科研团队已成功繁育崖柏实生苗30万株,崖柏扦插苗20万株,
2025-03-27 04:00
职业技能培训对劳动者提技增收、缓解就业矛盾意义重大。党中央、国务院高度重视职业技能培训工作,2024年印发《关于实施就业优先战略促进高质量充分就业的意见》,要求健全终身职业技能培训制度。
2025-03-27 05:10
长期以来,天气预报主要依赖于传统的数值天气预报模型。随着AI技术的突破,气象领域开始应用AI技术提高天气预报以及气候预测水平。2023年,《科学》杂志将“AI辅助天气预报的发展”评为世界科学十大进展,同年我国主导的AI大模型在精细化天气预报中的应用,更被评为中国科学十大进展之首。这些里程碑既展现了大气科学与AI融合的潜力,也为应对极端天气和防灾减灾创造了新机遇。
2025-03-27 05:10
当前,人工智能技术快速迭代并被应用到各行各业,从根本上改变着人类的生产生活。人工智能的发展越快,公众的期待与担忧越是急剧上升。如何平衡推进人工智能应用与治理,如何缩小科技发展带来的数字鸿沟,成为今年论坛上嘉宾热议的焦点之一。
2025-03-27 05:10
近日,国家互联网信息办公室、工业和信息化部、公安部、国家广播电视总局联合发布《人工智能生成合成内容标识办法》(以下简称《办法》)。《办法》聚焦人工智能“生成合成内容标识”关键点,通过标识提醒用户辨别虚假信息,明确相关服务主体的标识责任义务,规范内容制作、传播各环节标识行为,将于2025年9月1日起施行。如何让人工智能生成合成内容“亮明身份”,不再“真假难辨”?如何破解人工智能安全治理难题?记者就此进行了采访。
2025-03-27 05:10
当前,人口老龄化问题正在全球范围内加速蔓延,已经成为世界各国必须面对的共同挑战。世界卫生组织数据显示,预计2050年全球60岁以上人口数量将达21亿,其中包括4.26亿80岁以上的老年人。在养老领域,养老机器人不仅可以减轻社会和家庭照料老年人的负担,还可支持老年人享受高质量的居家生活,因此智能养老机器人正逐渐成为世界各国应对人口老龄化挑战的重要技术手段。
2025-03-27 05:10
目前,中国电信积极探索中央企业和国家科研院所的深度合作范式,打通基础研究和成果转化通道,推动量子技术产业化发展。
2025-03-26 10:28
至此,中国空间站舱外航天服已经圆满保障空间站任务以来的19次出舱活动,使用年限次数超出“3年15次”的寿命设计指标。
2025-03-26 10:27
中国人工智能大模型加速“出海”“出圈”,让更多澳大利亚华商和杨东东一样,开始将目光瞄准中国人工智能领域,积极寻找投资机会。
2025-03-26 10:27
随着生活水平的提高,人们的文旅需求正从“看山看水看风景”向“品文品魂品生活”转变。比如,逛博物馆,青铜器的精美纹饰固然能够吸引人的兴趣,但观众更希望了解青铜器纹饰背后的礼制密码;去故宫旅游,飞檐斗拱彰显的传统建筑之美固然让人欣喜,但榫卯结构背后的“天人合一”哲学更引人深思。山水器物背后的文化密码,具有一定的隐匿性,不易被直接观察和理解,而数智技术为游客了解这些文化密码提供了一把钥匙。
2025-03-26 04:45
记者从25日召开的中央企业“人工智能+”媒体通气会上获悉,近年来,国务院国资委持续深化中央企业“人工智能+”专项行动,着力提升中央企业在人工智能领域的竞争力。截至目前,中央企业在工业制造、能源电力、智能网联汽车等重点行业布局应用人工智能,科研、生产、客服等方面降本增效明显。
2025-03-26 04:45
25日,人类细胞谱系大科学研究设施(以下简称“细胞谱系设施”)在广东广州国际生物岛正式启动建设。这一设施是国家“十四五”重大科技基础设施,
2025-03-26 03:45
1956年,27岁的林皋带领年轻教师和同学们从零开始,通过自行设计制作的激振和测振仪器设备,在我国率先开展大坝抗震试验。
2025-03-25 09:10
2024年财政收入恢复性增长,比上年增长1.3%。在深入实施创新驱动发展战略,促进现代化产业体系加快建设方面,《报告》指出,推动加快实现高水平科技自立自强。
2025-03-25 09:09
在应用数学中心,来自东南大学通信、网络安全、电子、医学、制药等约10个学科的科研团队经常汇聚一堂,寻找交叉融合的合作点。
2025-03-25 09:05
加载更多