摩根·霍利斯，皇家天文学会 通过将从电子镶嵌模拟中获得的见解应用到银河系球状星团中，推断出银河系的星系合并树
银河系的主要祖先是由树干来表示的，由它的恒星质量来着色
黑线表示五颗被识别的卫星
灰色虚线说明了银河系预计经历过的其他合并，但不能与特定的祖先联系起来
从左到右，沿着图的顶部的六幅图像显示了已确定的原始星系:人马座、红杉、北海巨妖、银河系的主要原始星系、赫尔米河的原始星系以及盖亚-恩克拉多斯-香肠星系
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克鲁伊森/海德堡大学/许可类型:归属(CC BY 4
0) 一段时间以来，科学家们已经知道星系可以通过较小星系的合并而增长，但是我们银河系的起源一直是个谜
现在，一个由天体物理学家组成的国际团队通过用人工智能分析环绕银河系的球状星团的特性，成功地重建了我们银河系的第一个完整的家谱
这项工作发表在《皇家天文学会月报》上
球状星团是由多达一百万颗恒星组成的密集群，几乎和宇宙本身一样古老
银河系拥有超过150个这样的星系团，其中许多是在较小的星系中形成的，这些星系合并形成了我们今天生活的星系
几十年来，天文学家一直怀疑球状星团的旧时代意味着它们可以被用作“化石”来重建星系的早期组装历史
然而，只有通过最新的模型和观察，才有可能实现这一承诺
由Dr
海德堡大学(ZAH)天文中心的迪德里克·克鲁伊森和博士
约翰·穆雷斯大学的乔尔·普费弗现已成功推断出银河系的合并历史，并仅用其球状星团来重建其家谱
为了实现这一目标，他们开发了一套类似银河系的星系形成的高级计算机模拟
他们的模拟被称为E-马赛克，是独一无二的，因为他们包括了球状星团形成、演化和毁灭的完整模型
在模拟中，研究人员能够将球状星团的年龄、化学成分和轨道运动与它们在100多亿年前形成的原始星系的属性联系起来
通过将这些见解应用于银河系中的球状星团，他们不仅可以确定这些原始星系包含多少恒星，还可以确定它们何时合并到银河系中
“将球状星团的特性与其宿主星系的合并历史联系起来的主要挑战一直是，星系组装是一个极其混乱的过程，在此过程中球状星团的轨道被完全打乱了，”克鲁森解释道
一个电子马赛克模拟的视频，显示了一个类似银河系的星系的形成
灰色阴影显示气体碎裂，形成恒星，并落到中央星系
新生恒星通过其强烈的辐射和超新星爆发向气体中吹泡泡
球状星团用彩色点表示，其中的颜色表示化学成分(蓝色星团的元素含量较低，比氦重，而红色星团的元素含量较高)
随着时间的推移，中心星系与较小的卫星星系的合并会产生大量的球状星团
这些星团的年龄、化学成分和轨道揭示了它们最初形成的原始星系的质量，以及它与中心星系合并的时间
总之，这些使得银河系的家谱能够被破译
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巴斯蒂安 “为了理解今天遗留下来的复杂系统，我们决定使用人工智能
我们在电子马赛克模拟上训练了一个人工神经网络，将球状星团的性质与主星系合并的历史联系起来
我们在模拟中对该算法进行了数万次测试，惊讶于仅使用球状星团就能如此精确地重建模拟星系的合并历史
" 受到这一成功的鼓舞，研究人员开始破译银河系的合并历史
为了实现这一点，他们使用了球状星团组，根据它们的轨道运动，每个球状星团都被认为是在同一个原始星系中形成的
通过将神经网络应用于这些球状星团，研究人员不仅可以高精度地预测原始星系的恒星质量和合并时间，还揭示了银河系和一个神秘星系之间以前未知的碰撞，研究人员将其命名为“北海巨妖”
" “与北海巨妖的碰撞一定是银河系经历过的最重大的合并，”克鲁森补充道
“以前，人们认为大约90亿年前发生的与盖亚-恩克拉多斯-香肠星系的碰撞是最大的碰撞事件
然而，与北海巨妖的合并发生在110亿年前，当时银河系的体积比现在小四倍
因此，与北海巨妖的碰撞一定真正改变了银河系当时的样子
" 综上所述，这些发现使得研究小组能够重建我们银河系的第一个完整的合并树
在其历史进程中，银河系吞噬了大约五个拥有超过1亿颗恒星的星系，以及大约15个拥有至少1000万颗恒星的星系
60亿到110亿年前，质量最大的原始星系与银河系相撞
研究人员希望他们的预测能够刺激未来的研究去寻找这些原始星系的遗迹
“现在已经确认了五个以上祖星系的碎片
用现在和未来的望远镜，应该有可能找到它们，”克鲁森总结道
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