科技日报记者 李大庆 通信员 黄京一
北京时间4月30日凌晨，国际科学期刊《天然·天文》在线发布了我国天文学家主导的一项重要发现。中科院国度天文台研究员赵刚指导的中日协做研究团队初次显示了银河系内一种恒星——快中子俘获过程元素含量超高恒星的“出身”之谜，为银河系并合事务供给了切当和可靠的化学证据，为基于化学DNA识别银河系中的“外来移民”供给了新的线索。
万物之根：星星的DNA
天然界的万物，大到宇宙中的恒星，小到空中上的蚂蚁最末都是由化学元素周期表中的化学元素所构成。而那些元素从何而来呢？
科学家认为，宇宙降生之初，大爆炸产生了大量的氢、氦和极其微量的锂，随后那波大爆炸物量起头冷却，曲到2亿年时宇宙中才呈现了第一代恒星，恒星的核心就像化学元素的“炼金炉”，能够逐步炼成各类化学元素。而那些恒星以极其壮烈的体例—超新星爆炸完毕本身短暂的一生，将其造造的金属元素散播到星际之中，为后代恒星的产生供给原料。宇宙中比铁重的元素次要是通过原子核与中子碰击产生，假设被原子核所捕获的中子速度比中子衰变的速度快，该过程产生的元素就被称为快中子俘获过程元素。像人们熟知的贵金属黄金，造造原枪弹所用的铀，在地壳中含量仅有0.000106%并被称为最稀有元素的铕，都属于比铁重的快中子俘获过程元素，也就是重金属元素。天文学家发现恒星很大水平上保留了它降生时所处情况的化学成分，因而，长大后的恒星身上照顾的化学成分就像生命密码DNA一样，成为天文学家揭秘恒星起源的重要线索。
那么，星星离我们如斯远远，星光又如斯微弱，天文学家若何获知那些星星的奥秘呢？那要感激19世纪的一位德国光学仪器师——夫琅和费。他第一次发现了太阳光谱。通过光谱，天文学家能够丈量出恒星的温度和光度，揣度它的大小、年龄、化学成分，以至能够重现那颗恒星的“星路”过程。
LAMOST与星空（国度天文台供图）
中国天文学家自主研造的LAMOST看远镜，又称郭守敬看远镜，是目宿世界上光谱获取率更高的天文看远镜，巡天七年，获取了1125万条光谱，那些星光里的“彩虹”为天文学家摸索银河系构成与演化及星系物理等前沿科学的种种奥秘供给了最有力的数据撑持。
奇异发现：银河系中的“金库”
银河系的构成和演化不断是天文学家探究的热门问题。天文界更倾向的理论认为，宇宙中一起头有良多小分子云，那些分子云各自构成很小的包罗恒星和气体的矮星系。所谓矮星系就是拥有恒星数量较少且总体量量较小的星系。那些矮星系不竭地碰碰合并构成更大的星系，也就是银河系的雏形，最初那个初始的银河系不竭地吞噬四周的矮星系，最末构成了如今规模的银河系。
天文学家不断在觅觅矮星系被银河系“吞食”的证据。如能获知银河系中现有的恒星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“外来移民”，那对研究银河系构成与演化的汗青大有搀扶帮助。“我们那项工做就是在那方面获得了一项本色性的研究停顿。”论文第一做者、国度天文台邢千帆博士说，依托郭守敬看远镜的光谱数据，研究团队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。它的铕相关于铁的比率是太阳的10倍之多，大大超出了同类恒星的均匀值。它照顾了大量包罗金元素在内的重元素，堪称银河系的“金库”。目前天文学家在银晕中仅发现了30余颗该类恒星。那颗稀有的恒星来自哪里？它是银河系里的“原始居民”仍是来自近邻矮星系的“外来移民”？一系列的问题鞭策着天文学家陆续探觅。
DNA判定：显示实在身份
被银河系吞噬的矮星系与目前幸存的矮星系具有附近的量量，它们拥有的成员星也具有类似的化学特征，通过研究银河系四周矮星系成员星的化学构成，我们即可获知矮星系家族里恒星的化学特征，从而像做DNA判定一样把银河系内来自矮星系的恒星挑选出来。
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均匀值。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挑选银河系中外来“移民”的有效判据。
邢千帆等人对那颗身份可疑、重金属元素含量超高的恒星开展了α元素含量的DNA判定。经丈量，那颗恒星的α元素含量反常低，仅仅为同类恒星的1/5，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及存在的。因而，初步判定那颗银晕中的恒星极可能是银河系并合矮星系时带来的“移民”。
图为新发现的那颗银河系“外来移民”示企图（《中国国度天文》绘造）
为了进一步确认那个“外来移民”的身份，天文学家借助日本的8米光学看远镜停止了高辨认率光谱看测，确定了那颗星愈加精巧的化学成分，获取了其全身上下24种元素的含量，并别离与矮星系恒星和银晕场星做了详尽比力，发现那颗恒星的化学成分与矮星系恒星高度吻合，明显差别于银河系的晕族恒星。那颗恒星的出身和家族史末于浮出水面，最后公然是来自于被银河系崩溃的矮星系。
科学家描画了超卓的故事画面：那颗奇异恒星最起头栖身的矮星系“国家”其实没办法和银河系那个强大的“国家”抗衡，最末在不竭地撕扯挣扎中被银河系征服吞噬，矮星系“王国”照顾包罗那颗星在内的恒星成员一路投奔了银河系。
论文的通信做者赵刚认为，那颗重金属元素含量超高恒星的出身揭秘为研究恒星起源供给了新的线索。目前银河系中已发现的30多颗快中子俘获过程元素含量超高的恒星，极有可能全数来自于被银河系崩溃掉的矮星系。因而，在天文学上，“快中子俘获过程元素含量超高”将成为继“α元素含量超低”之后又一个恒星的“化学DNA密码”，搀扶帮助天文学家挑选银河系中的外来恒星“移民”。