【导语】

一项基于数值模拟的研究显示，银河系早期形成的旋转恒星盘可能在约110亿年前的一次剧烈星系碰撞中遭到严重扰乱甚至被摧毁，随后在合并后的演化过程中重新构建。这一时间节点与银河系内恒星与星团形成活动的显著增强相吻合。

银河系盘面起源再受关注

银河系盘面是由恒星和气体构成的大型旋转结构，形状类似扁平的“宇宙煎饼”，明亮的螺旋臂自中心向外延展。包括太阳在内的大多数银河系恒星都位于这一盘面中，整体以每秒超过220公里的速度绕银河系中心旋转。

长期以来，天文学界一直试图确定这一庞大旋转盘首次形成的时间。来自巴塞罗那大学和加泰罗尼亚空间研究所的Matthew Orkney，以及法国国家科学研究中心（CNRS）的Chervin Laporte在论文中指出，恒星的运动特征和年龄分布为这一问题提供了关键线索。

研究人员表示，在银河系早期历史的某一阶段，恒星开始呈现出一致的旋转模式，这一现象被视为“银河系自转启动”的标志。然而，他们同时强调，银河系并非在孤立环境中形成，其演化过程受到与其他星系相互作用的显著影响。

盖亚数据证实古老合并事件

科学界长期怀疑，银河系曾与一个较小星系发生过剧烈碰撞，这一过程在塑造当前银河系结构方面发挥了重要作用。2018年，欧洲航天局盖亚（Gaia）任务的数据提供了关键证据：观测发现一大批恒星具有异常运动特征，只能通过约100亿年前发生的一次大规模星系合并来解释。

这一事件被命名为“盖亚-香肠-恩克拉多斯”（Gaia-Sausage-Enceladus，简称GSE）合并，被认为是银河系早期演化中的重要里程碑。

模拟显示恒星盘形成更早且易被破坏

为研究类似银河系的旋转恒星盘如何形成及演化，Orkney和Laporte在多种宇宙情景下，对类银河系星系进行了数值模拟。这些模型用于检验星系在遭遇较小伴星系的古老碰撞时，其盘面结构会如何响应。

模拟结果显示，旋转恒星盘可能在星系历史的相对早期就已形成，时间早于部分既有推测。但研究同时发现，大规模星系碰撞会对这些盘面造成严重扰动，甚至可能将其完全摧毁。

研究指出，这意味着银河系盘面目前呈现出的稳定旋转状态，并不一定对应其最初诞生的时刻，更可能标志着在一次灾难性合并之后，银河系盘面经历重建和恢复的阶段。

GSE合并时间或提前至约110亿年前

借助模拟结果中的线索，研究人员推断，银河系与GSE星系的碰撞很可能发生在约110亿年前，这一时间早于多项此前估计。

这一时间线与银河系内部星团形成活动的显著增强相一致。研究指出，星系碰撞会压缩大规模气体云，从而自然引发恒星形成率的上升，并促进球状星团等致密星团的形成。

Laporte表示，GSE合并的模型预言，碰撞之后应出现一场“星系烟火”，即恒星形成活动被显著提升，并伴随球状星团的大量形成。他指出，这是首次在模型中将这一合并事件与球状星团形成高峰直接联系起来。

Orkney则强调，该研究凸显了星系大尺度结构与古老碰撞事件之间的紧密关联，认为只有将二者结合考察，才能更全面地理解银河系的形成与演化历史。

研究发表

相关成果已发表于《皇家天文学会月刊》（Monthly Notices of the Royal Astronomical Society），论文题为《Build-up and survival of the disc: from numerical models of galaxy formation to the Milky Way》（《盘面的形成与存续：从星系形成数值模型到银河系》），编号为MNRAS 548 (4): staf2154，DOI为10.1093/mnras/staf2154。