近日，云南大学中国西南天文研究所研究人员同德国马克斯·普朗克天文研究所合作，利用APOGEE恒星光谱巡天数据，从星系恒星化学组成的角度描绘了从外部视角观察我们银河系将会看到的“模样”，为银河系和河外星系之间进行直接比较打开了窗口。该项研究工作已发表在《自然天文学》（Nature Astronomy）杂志上，题目为《银河系的整体金属丰度分布》（The integrated metallicity profile of the Milky Way），文章链接：https://rdcu.be/dfiTf。

星系是由大量恒星组成的，而恒星主要化学成分是氢和氦，但也有一些比氦更重的元素，这些元素在天文学中被约定俗成地统称为“金属元素”。恒星内部金属元素的多少一定程度反映了它们的诞生时间，金属元素越多的恒星通常诞生在更晚的时期。当前研究星系化学组成一个关键的问题是星系不同区域的恒星金属元素含量是怎样随着与星系中心的距离（即半径）的变化而变化的。由于我们处于银河系内，对银河系的观测是很不均匀的，同时银河系内的气体和尘埃也会严重影响我们的观测，这是银河系研究的重大挑战。

在这项工作中，团队为研究银河系金属元素的分布，对观测的不均匀性、尘埃和恒星的特性进行综合分析，从而正确地重建了银河系中恒星的真实分布。

研究结果表明，从银河系中心向外，恒星的平均金属含量先逐步增加，在距中心约23000光年处达到接近我们太阳的金属含量（我们的太阳距离银河系中心约26000光年）。在更远的距离上，平均金属含量再次下降，在距中心约50000光年处下降到大约太阳值的三分之一。研究人员进一步分析了其他星系的相关特征，发现在我们的真实宇宙以及模拟宇宙中分别只有1%和11%的星系表现出了这种特性，大部分星系的金属含量都是从内向外单调递减的。这表明就金属含量的分布而言，我们的银河系是不寻常的，但并不是独一无二的。基于对模拟星系的初步分析，银河系金属含量从内向外先增加的一个可能原因是银河系中心超大质量黑洞喷发，从内向外地抑制了近期的恒星形成，使得更中心的区域年老的贫金属恒星更多。

图1. 左图：银河系河外视角想象图。右图：银河系恒星平均金属含量随半径的变化。

该项研究为了解银河系提供了一个全新的外部视角，引发了众多需要深入研究的重要科学问题。下一代的银河系巡天也将能帮助我们更为全面地描绘银河系，从而深入理解其形成与演化。

云南大学中国西南天文研究所的连建辉副教授是文章第一作者和通讯作者，参与该研究的合作者Maria Bergemann（马普天文所），Annalisa Pillepich（马普天文所），Gail Zasowski（犹他大学）和Richard R. Lane（贝尔纳多•奥希金斯大学）。

供稿：西南天文研究所

编辑：李哲

责任编辑：王崴