物理与天文学院毕少兰课题组在人马座矮星系对银盘演化的影响研究中取得了重要突破

北京师范大学物理与天文学院毕少兰教授课题组与国家天文台、之江实验室等单位合作，在人马座矮星系对银盘演化的影响研究中取得重要突破。相关研究成果于2月12日发表在国际科学期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

银河系在早期演化中经历了剧烈的矮星系并合与吸积过程，这一过程塑造了当前的银河系结构。然而，最新观测结果显示，在过去的40亿年中，银河系仍然产生了显著的恒星形成活动，这可能与人马座矮星系吸积事件密切相关。

研究团队通过分析银河系薄盘恒星的金属丰度（[Fe/H]）和氧丰度（[O/Fe]）特征，揭示了这一吸积事件对银盘化学演化的影响。研究人员发现，对于最大垂向距离 Zmax < 0.4 kpc的本地银盘（local disk）区域，在归一化的年龄-金属丰度空间中，恒星的分布呈现出不连续的V形结构，并在距今40亿年至20亿年前经历了一次显著的恒星形成爆发。这一爆发事件伴随着氧丰度的明显上升，产生出一类年轻且富含氧元素的恒星（图1）。这些恒星的出生半径较大，表明它们主要起源于银河系外盘区域，并在形成后逐步迁移至太阳邻域。结合数值模拟，研究团队发现，人马座矮星系的吸积过程可能在银盘氧丰度的升高中发挥了关键作用。人马座矮星系穿越银盘的过程中，可能影响了银盘气体，从而触发了一次大规模的恒星形成事件。

图1. (a-b)本地银盘样本在归一化的年龄-[Fe/H]空间的分布，（a）为垂向距离较大（Zmax > 0.4 kpc）的区域，（b）为垂向距离较小（Zmax < 0.4 kpc）的区域。（c-d）本地银盘样本在归一化的年龄-[O/Fe]空间的分布，（d）中的红色框表示年轻的富氧星。

本研究首次提供了人马座矮星系对银河系薄盘化学演化影响的观测证据，表明近期的矮星系吸积仍能对银河系的化学演化产生深远影响。这一发现不仅加深了人们对银河系近期形成历史的理解，也为未来星系数值模拟提供了全新的视角。

物理与天文学院博士生孙天成是论文第一作者（现为国家天文台博士后），毕少兰教授和之江实验室陈训舟博士（北京师范大学2022届博士生）为论文的共同通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-56550-1