中国科学家最新发现：银河系恒星年龄呈U形分布

银河系是人类所处的星系，但其演化细节仍充满未知。传统观点认为，星系盘内恒星年龄随距中心距离增加而递减——即外盘更年轻。但一项发表于《自然·天文学》的最新研究颠覆了这一认知：恒星年龄并非单调下降，而是呈现“U形”轮廓——从内向外先变年轻，再转为年老。

银河系全景鸟瞰示意图。新华社发（图片来源：美国宇航局）

论文第一作者、云南大学中国西南天文研究所教授连建辉介绍，研究团队基于大规模光谱数据精确测量了银河系恒星年龄。结果发现：从银心到约3.6万光年范围内，恒星平均年龄确实随距离递减，呈现外盘更年轻的特征；但在3.6万光年之外，年龄曲线反转——恒星越往外越古老；到了约4.5万光年以外的极远区域，恒星年龄稳定在约50亿年。

“将银河系从内到外的恒星年龄绘制成曲线，形状恰似字母‘U’。”连建辉说，这意味着银河系盘面的年龄结构并非简单的外向年轻化，而是“年老—年轻—再年老”的三段式分布。

银河系恒星年龄径向分布图。横坐标为距银心距离（单位：kpc，1 kpc≈3260光年），纵轴为恒星年龄（单位：十亿年）。新华社发

这种“U形年龄轮廓”如何形成？研究人员揭示，关键机制在于恒星径向迁移。距银心约3.6万光年以内区域是恒星批量诞生的“工厂”，超出这一半径后恒星形成活动基本停滞。因此，外围观测到的古老恒星并非原地产物，而是在早期于盘内区诞生，通过与星系旋臂、中心棒等结构的引力相互作用，逐步向外迁移至当前位置。

“这些恒星更像是从内盘迁出的‘老住户’。”连建辉比喻道。本次银河系年龄测量为恒星径向迁移理论提供了直接观测证据，同时U形年龄特征严格约束了迁移速率——推算值与先前基于动力学模型等方法获得的结果高度一致。

该发现不仅为揭示银河系的形成与演化提供了关键实证，也为研究河外星系开辟了新路径。研究团队指出，这一年龄-距离映射方法可推广至更遥远的星系，用于测量其中恒星的径向迁移速度，从而深化对星系演化普适规律的理解。