剧情反转：银河系气体混合并不均匀

宇宙原始气体构成的云团和气流被吸积到银河系中，但这些气体并未在银河盘中有效混合。

为了更好地追溯银河系的历史，了解其演变过程，天文学家正在对构成银河系重要组成部分的气体和金属的成分展开研究。他们认为，其中三种成分非常突出：最初来自银河系外的气体；富含化学元素的星系内气体；由气体中的金属凝结而成的尘埃。

此前，理论模型假设这三种成分在银河系中是均匀混合的，达到了与太阳大气相似的化学富集水平。当地时间9月8日，瑞士日内瓦大学（UNIGE）领导的天文学团队在《自然》杂志中发文称，这些气体的实际混合情况与假设并不相符。新发现对星系演化的认知产生了重大影响，科学家不得不对银河系演化模型进行修订。

星系由氢和少量氦组成的星系间介质气体凝结而成。然而，这种气体并不含金属——在天文学中，所有比氦重的化学元素都被统称为金属。UNIGE天文系教授Annalisa De Cia说：“星系由外部进入的‘原始气体’供应燃料，这使它们重新焕发活力，产生新恒星。与此同时，恒星终其一生都在燃烧氢，并通过核合成反应形成其他元素。恒星在其生命末期爆炸时，会排出所有元素，并将其注入星系……在100多亿年前银河系诞生时，它没有包含金属。随后，恒星用它们产生的金属丰富了环境。”

构成银河系的环境将恒星产生的金属、金属形成的尘埃粒子以及定期进入银河系的外部气体聚集在一起。法国巴黎索邦大学研究人员Patrick Petitjean说：“理论模型认为这三种元素是均匀混合的，在银河系内部的任何区域都能达到太阳大气的化学富集水平。其中，银河系中心的金属丰度略高一些，这里的恒星数量也更多一些。我们希望用哈勃太空望远镜的紫外光谱仪对此进行详细观测。”

为此，Annalisa De Cia团队开发了一种新的观测技术。研究人员说：“通过同时观察铁、锌、钛和硅等多种元素，我们分析了气体和尘埃的总成分。随后，我们追踪了尘埃中的金属数量，并将其纳入此前已经量化的观测结果中。”经证实，银河系的环境不仅不均匀，某些区域的金属丰度甚至仅为太阳水平的10%。

研究人员强调，新发现对人类理解星系的进化，尤其是银河系的进化有着强烈的影响。

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编译：雷鑫宇 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：https://phys.org/news/2021-09-gases-milky-homogeneously-contrary-previous.html

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