銀河系差不多已經(jīng)走過了130多億年的歲月，探索銀河系的歷史就像一場宇宙考古，天文學(xué)家總能通過最古老的恒星，拼湊出星系的誕生與成長史。

這些誕生于宇宙初生時刻的恒星，是宇宙里的活化石：它們身上幾乎只帶著宇宙大爆炸留下的氫和氦，像鐵等這些重元素的含量還不到太陽的百分之一，天文學(xué)上稱這些恒星為極貧金屬星。

按照經(jīng)典的星系形成理論，這些銀河系的元老級恒星，本該散落在銀河系外圍巨大的球形銀暈里，可近幾十年，天文學(xué)家卻發(fā)現(xiàn)了一件顛覆認(rèn)知的怪事：約三分之一的這類極貧金屬星，始終在銀河系盤面附近運(yùn)行，完全違背了理論預(yù)期。

為了解開這個謎團(tuán)，一個國際天文團(tuán)隊對太陽周邊約6500光年范圍內(nèi)的20顆特殊恒星，展開了前所未有的精細(xì)觀測。

相關(guān)研究于2026年3月發(fā)表于《皇家天文學(xué)會月刊》上。

這些恒星都是重元素含量極低的極貧金屬星，它們誕生于宇宙早期，是銀河系中最古老的一批恒星，并且還有著極其特別的運(yùn)行軌道：

它們的軌道始終不會遠(yuǎn)離銀河系盤面，最大高度不超過4千秒差距（約1.3萬光年），軌道偏心率在0.5到0.9之間，這樣的軌道又扁又長；更奇怪的是，其中11顆順著銀河系自轉(zhuǎn)的方向順行，另外9顆卻在逆著銀河系自轉(zhuǎn)倒行。

團(tuán)隊借助加拿大-法國-夏威夷望遠(yuǎn)鏡上的ESPaDOnS高分辨率光譜儀，給這些恒星做了一次全面的化學(xué)檢驗，精準(zhǔn)測量了碳、鎂、鈣、鍶、鋇、銪等23種元素的含量。

乍看之下，這些恒星的元素構(gòu)成和銀暈里的古老恒星相差無幾，可深入分析后，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了驚人的共性：它們的化學(xué)元素分布高度一致，元素豐度的離散度遠(yuǎn)小于隨機(jī)的銀暈恒星。

打個比方，銀暈里的古老恒星就像來自天南海北的人，口音五花八門；而這20顆恒星，卻像來自同一個小鎮(zhèn)的居民，說話的腔調(diào)幾乎一模一樣。

這足以說明，它們絕不是從銀暈里隨機(jī)跑過來的散客，而是誕生在同一個環(huán)境里的“一家人”。

這些恒星的化學(xué)特征，還藏著它們誕生地的關(guān)鍵線索。

團(tuán)隊在它們身上，找到了高能超新星與極超新星爆發(fā)的清晰印記，還有快速旋轉(zhuǎn)的大質(zhì)量恒星、中子星合并留下的元素痕跡，這些劇烈的宇宙事件，正是恒星里重元素的核心來源。

更關(guān)鍵的是，它們的中子俘獲元素分布模式，與銀河系周邊的經(jīng)典矮星系高度吻合，而非那些結(jié)構(gòu)簡單、化學(xué)組成單一的超暗矮星系。

這意味著，它們的誕生地，是一個經(jīng)歷過完整、復(fù)雜化學(xué)演化的矮星系，而非宇宙里那些最原始、最小的星系碎塊。

但隨之而來的，這個發(fā)現(xiàn)也給天文學(xué)家?guī)砹艘粋€最為困惑的問題：如果這些恒星來自同一個星系，為什么會出現(xiàn)順行和逆行兩種完全相反的運(yùn)行方向？

通過宇宙學(xué)數(shù)值模擬，天文學(xué)家找到了答案。

在銀河系形成早期，還沒有形成如今這樣穩(wěn)定的扁平盤面，整個星系的引力環(huán)境一片混亂。

這時候，這個被研究團(tuán)隊命名為“洛基”的矮星系撞上了原始銀河系，它在引力的瘋狂撕扯下徹底瓦解，它內(nèi)部的恒星被甩向了四面八方，其中一部分就留在了銀盤附近的軌道上，既有順行的，也有逆行的。

如果是銀河系盤面穩(wěn)定形成之后發(fā)生的星系合并，根本不可能出現(xiàn)這樣特殊的軌道分布。

團(tuán)隊通過星系化學(xué)演化模型計算發(fā)現(xiàn)，如果洛基星系真的存在，它當(dāng)年的重子質(zhì)量大約是太陽的14億倍，介于銀河系的衛(wèi)星星系大小麥哲倫星系之間，與小麥哲倫的體量更為接近，是個規(guī)模不小的矮星系。

在銀盤形成前被銀河系吞噬后，它的主體早已消散在銀河系的星海中，只留下這些恒星還在銀盤附近默默記錄著當(dāng)年那場劇烈的星系碰撞。

當(dāng)然，研究團(tuán)隊也保持著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，并沒有把話說死。

這次研究的樣本只有20顆恒星，其中還有1顆在化學(xué)特征和運(yùn)行軌道上都明顯是外來者。

而且銀盤附近的這類古老恒星，整體化學(xué)特征其實十分豐富，這說明可能不止洛基一個古老星系。

在銀河系誕生初期，應(yīng)該有多個這樣的小星系被吞噬，從而把恒星留在了銀盤里。

同時這里還有一個關(guān)鍵的難題：對于這些極貧金屬星，我們原本用來區(qū)分銀河系原生恒星和外來吸積恒星的化學(xué)工具，如此看來，它們已經(jīng)變得不再可靠了。

因為在宇宙誕生初期，不管是原始銀河系，還是它吞噬的小星系，化學(xué)環(huán)境都高度相似，很難通過元素特征分清彼此。

好在即將開展的WEAVE和4MOST大型光譜巡天項目，會給上百萬顆恒星做精細(xì)的化學(xué)體檢。

到那時，天文學(xué)家就能徹底搞清楚，洛基到底是不是真實存在的遠(yuǎn)古星系，它在銀河系的誕生史上到底扮演了怎樣的角色。