宇宙浩瀚星系是如何形成的？球状星团贡献大量恒星
近日消息，据国外媒体报道，现代天体物理学中一个最基本问题便是星系究竟是如何形成的？现在，一个由英国利物浦约翰摩尔斯大学的理查德·希文(Ricardo Schiavon)领衔的研究组正在这个问题上取得进展。
我们生活在银河系中，这是一个包含了大约1000亿颗恒星的大型星系，除了恒星之外，银河系中还有大量的气体、尘埃以及巨量的暗物质，它们提供的引力让银河系聚合在一起。但银河系尽管如此巨大，它只不过是可观测宇宙中另外上千亿个星系中普通的一个，所有这些星系有着不同的大小，各异的质量、形状和颜色。我们想要了解这些形态各异的星系最初是如何产生并演化的，但对于这个问题，科学家们始终没有取得清晰的认识。
比如说，星系形成的宇宙学模型无法给出我们今日所见恒星究竟如何形成的合理解释。但是了解星系的形成机制是非常重要的，如果没有星系形成机制的存在，宇宙中将不会出现恒星，也就不会有生命的存在。就在最近，科学家们终于在这个问题上取得了一些进展。本周一发表在英国著名学术杂志《皇家天文学会通报》上的一项研究对星系及其内部恒星的形成机制进行了阐述。
特殊的恒星
希文博士领衔的研究组发现了一组特殊的恒星，它们拥有不同寻常的化学成分，其成分中氮的丰度特别高。这些恒星很显然曾经属于某个球状星团，位于银河系的银晕结构之中。但这些恒星与现存球状星团中的那些恒星的性质又不同，这表明它们原本属于的那类球状星团已经不再存在了。
符合逻辑的结论是：在银河系历史的早期曾经存在数量非常庞大的球状星团，但是这类星团现在几乎已经被完全消灭了。除此之外，这些新发现恒星的性质表明它们与银河系的银晕结构，而不是银盘之间存在某种联系。如果情况的确如此，那么被摧毁的球状星团至少构成了构成银晕物质的1/4。
神秘的球状星团
天文学家们知道银河系中的一部分恒星是在银河系内部形成的，而还有一部分恒星则形成于银河系的卫星星系，之后被银河系吞噬进来。但我们至今不太清楚的一点是：这两种机制中哪一种占有更加重要的位置？
婴儿期的恒星一定是成群出现的，恒星从来不会单独形成，这是科学界的共识。恒星诞生之后常常会分离开，但也有一些恒星群体至今还保留着，它们就是我们见到的星团。一般情况下有两类星团，其中一类是年轻的小质量星团，它们一般存在于银盘盘面上；另一类则是质量巨大但年龄较老的星团，它们存在于银河系的银晕结构内。
球状星团内只包含有银河系恒星的很少一部分，但天文学家们认为它们隐藏着有关星系早期形成的重要线索。但问题在于，我们对于球状星团如何形成也了解不多。现有的理论模型认为大部分的球状星团是在早期宇宙中狂暴的巨大分子云中塌缩聚合而形成的。科学家们认为球状星团内包含有属于不同世代的大量恒星——有些年老的恒星已经消亡，有些还在，还有一些更加年轻的恒星，它们是由已经死去的恒星爆炸播撒下的物质形成的。
然而，这些模型并无法重现我们在球状星团中观测到的一些细节。我们所确切知道的是，只有在宇宙早期的星系盘环境中，球状星团才能够大量形成。但讽刺的是，这些狂暴的星系盘对球状星团也并非友好的环境——研究认为绝大部分球状星团在形成之后很快就会由于与巨大分子云的碰撞而被踢出星系。
而那些侥幸保存下来的球状星团(在银河系内部大约有150个)则可能在此过程中丢失了大量恒星，甚至是它的大部分恒星。但如果情况的确如此，那么应该就有大量原本属于球状星团内部的恒星现在散落在银河系各处。关于这个问题的答案就隐藏在恒星本身之中：它们的位置、速度和化学成分都在述说着它们的身世。得益于近年来相关探测技术的发展，大型巡天计划正在采集银河系内数以亿计恒星的详细信息。
其中的一项巡天项目名为“阿帕奇角天文台星系演化实验”(APOGEE)。之所以让这个巡天项目显得与众不同，是因为它采用的是红外波段巡天，这是一种波长较长，我们人类的肉眼无法看到的辐射波段。这一点很重要，因为银河系银盘面方向上存在着大量的尘埃。对于可见光波段，由于尘埃的阻挡，我们是难以观察银河系盘面的。但在红外波段，尘埃的阻挡作用要低得多，因此APOGEE巡天计划便能够穿透这些尘埃物质并让我们得以窥见银河系更深处的景象。
这让科学家们首次能够更加精确地估算银河系内一些关键化学元素的丰度。另外他们还探测到了一些罕见的恒星族，它们隐藏在大量普通恒星中间，很容易被忽略过去。
这意味着什么？
如果得到确认，这将对现有的星系形成模型构成挑战。比如说，APOGEE巡天的结果将能够帮助判断银晕的哪一部分是在银河系内形成的。它还将迫使我们修改关于球状星团形成机制的相关理论，在此之前这些理论在解释我们观察到的恒星氮丰度方面遭遇到巨大困难。
但或许这项研究更为深远的意义还在于我们将会发现实际上球状星团是宇宙中最为典型而普遍存在的恒星新生区域。在过去的20年间，研究人员们已经对很多遥远的椭圆星系内部的一些恒星的平均化学成分进行了观测，它们被认为在成因上是与银晕中的恒星相似的。
但有趣的是，观测结果已经显示在那些星系内的恒星一般倾向于有更高的氮、钾丰度，而这正是科学家们在球状新团中所观测到的现象。或许球状星团确实为宇宙中所有星系的形成贡献了大量的恒星，而这一点或许是我们此前还没有意识到的。一旦证实，这将是一项重要进展，甚至将颠覆我们此前关于星系成因的基本认知，其中也包括我们所在的银河系。
附：
宇宙新理论：地球起源于黑洞
导读：宇宙一直是一个神秘的地方。长期以来，人类对宇宙的探索从未停止过，夜空中那些星星点点的光亮上面，究竟有着怎样不为人知的奥秘，等待着人类不断地去探索。
宇宙五大新理论之一：火宇宙理论EKPYROTICTHEORY解释宇宙的进化
大家都知道大爆炸理论，在学校里也有教，所以这里就不多做解释。让我们告诉你另一个宇宙开始的理论，跟你所知道的完全不同。
想像有一个平行宇宙跟我们的宇宙一样，而有的时候这两个宇宙会交错。当这两个宇宙碰在一起时，它释放的能量大到可以让时空动摇，制造气体星云、星系、恒星跟其他天体。
两个宇宙撞击后它们会往反方向扩张，但它们越分离就会越吸引对方，而慢慢的它们又会交叉。它们会一直重复这撞击的循环，而这释放出的能量会制造出宇宙里的一切。
宇宙五大新理论之二：白洞WHITEHOLES
我们都知道宇宙里有黑洞，但科学家已经开始讨论有白洞的可能。因为假如黑洞会吸入物质的话，那它一定也要在宇宙某处把它吐出来。
理论上物质被吐出（不是被吸入）的地方是存在的。虽然我们目前还没发现白洞，但我们希望有一天可以证明这理论。
白洞的存在会违反一些物理的基本定律。假如我们真的发现白洞的话，我们会需要重新检讨现代科学的基础，才能够解释它们的存在。
宇宙五大新理论之三：宇宙的矩阵理论MATRIXTHEORY
你们应该都看过电影“黑客帝国”。是的，这里论说整个宇宙只不过是一台巨大电脑制造的世界，而这电脑是由不明的存在所制造。这电脑更本不可能被想像，因为它可以制造无数的附属宇宙，比宇宙里的星系还要多。
这让牛津大学的哲学家NickBostrom总结说我们只是一群电脑里的人工智慧比我们是活生生的生物在一个真的宇宙里要合理的多。
宇宙五大新理论之四：宇宙由黑洞而成
这里论说黑洞会把物质释放在无法预测的地方，它同时也可以制造新的宇宙，比香菇长的还要快。所有被黑洞吸入的物质都有可能变成新的宇宙，这些物质会吸入大量的能量然后爆炸，这跟大爆炸有点像只不过有好几个。
每个新的宇宙又会制造新的黑洞，而它们又会制造新的宇宙。最近Nature里的一份研究显示我们的宇宙可能是由黑洞而来。所以说大爆炸只是别的宇宙中黑洞的一部分而已。
宇宙五大新理论之五：制造多重世界的说法根据量子理论
这理论常常出现在科幻电影里。这里论说现实不断的在分支，例如你在想要不要开电视或是出门，在一个现实里你开了电视，但在另一个现实里你出门了。我们有两个非常相似的宇宙，但时间越久这两个宇宙会变得非常的不同。
这些不同会依据不同的状况而变，包括原子会去的不同方向，等等。结果是每一刻都会有上亿种现实产生，它们越不一样就会离另一个宇宙越远。
浩瀚无垠的宇宙，神秘莫测。小到太阳系，大到宇宙及其外围，都有太多难以了解和理解的部分，着实令人类伤透了脑筋。宇宙奥秘的深不可测，通常与其内部运作和其他生命体的存在与否息息相关。
新浪科技讯