去年11月的一次餐敘上，西華師范大學(xué)物理與天文學(xué)院副研究員何治宏被友人追問：剛投給《自然-天文》的論文到底寫了什么？
“關(guān)于銀河系和恒星。”他指了指餐桌上轉(zhuǎn)動的玻璃轉(zhuǎn)盤，打了個比方：“這個好似運轉(zhuǎn)的銀河系，而服務(wù)員不斷上的菜，就像是從銀河系外被引力吸進來的氣體。學(xué)界認為，銀河系把這些氣體‘吃’進去吸收掉，才得以持續(xù)誕生新恒星，維持自己的生態(tài)系統(tǒng)。”
3月11日，文章順利見刊。幾個月前那個餐桌比喻背后的理論，隨著兩個新發(fā)現(xiàn)的星團一起走進了公眾視野。
其中寫道，何治宏團隊首次在銀河系外圍的環(huán)星系介質(zhì)中發(fā)現(xiàn)恒星形成活動，為“銀河系通過吸積外部氣體維持恒星形成”理論提供了首個直接觀測證據(jù)。而且他們將觀測到的兩個剛誕生不久的藍色“嬰兒”星團，冠以我國四川名山之名：峨眉。
研究人員通過計算追溯了它們的起源，發(fā)現(xiàn)其來自1100萬年前高速吸積氣體內(nèi)部兩塊致密氣體的猛烈碰撞。當(dāng)時，一團巨大的氣體正高速沖向銀河系，內(nèi)部致密氣體的劇烈相撞產(chǎn)生了極度的壓縮環(huán)境，最終點燃了這對新生的恒星團。
發(fā)現(xiàn)藍色“嬰兒” 找到重要“路標”
越年輕的恒星溫度越高，顏色越藍。峨眉星團就是這樣一群“藍色嬰兒”，年齡僅約1100萬年，在宇宙137億年的歲月中，如同剛呱呱墜地。
何治宏最開始發(fā)現(xiàn)它們，是在查看郭守敬望遠鏡（LAMOST）的光譜衍生數(shù)據(jù)時。“先注意到了一對挨得很近的大質(zhì)量恒星，隨后便用歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡（Gaia）的高精度天體測量數(shù)據(jù)，繪制了相關(guān)顏色-星等圖。”
圖上用顏色區(qū)分恒星的“年齡”。“年老”的以紅色表示，密密麻麻占了大多數(shù)。
而代表“年少”的藍色恒星，則密密麻麻地聚成一道醒目的窄帶。“周圍全是老年人，突然出現(xiàn)一群年紀那么小的，太顯眼了。”他笑稱。
研究表明，“嬰兒”星團在天空中的運動速度幾乎完全一致，距離也相同。把它們的三維位置投到空間坐標系上，可以清晰地看到兩團密集的恒星，一大一小。后來，它們被稱為峨眉一號和峨眉二號。
當(dāng)何治宏檢查德國EBHIS（Effelsberg-Bonn HI Survey）射電巡天數(shù)據(jù)時，又發(fā)現(xiàn)這兩個星團的位置和速度，與環(huán)繞在其周圍的一大團氣體云高度吻合。這團氣體的輪廓酷似彗星，呈頭尾結(jié)構(gòu)，而兩個星團恰好位于它的“頭部”。
這團氣體云被天文學(xué)家稱為“高速云”。顧名思義，一種以極高速度穿梭在銀河系星系暈中的巨大中性氫氣體團。
學(xué)界早有理論模型指出，銀河系通過不斷吸積其周圍環(huán)星系介質(zhì)中的氣體來維持內(nèi)部生態(tài)系統(tǒng)，而這種氣體吸積過程的一個重要表現(xiàn)形式就是“高速云”。因此，高速云一直被視作揭示銀河系如何從外界“吸積”氣體、維持自身“進食”的“鑰匙”。
然而，由于始終未能在這些高速云內(nèi)部直接探測到伴生的恒星或其遺跡，天文學(xué)界無法準確測量它們的距離和金屬豐度，導(dǎo)致高速云的三維軌道、起源及其與銀河系相互作用的細節(jié)，長期懸而未決。
如今，峨眉雙星團成為了天然的“路標”。通過測量恒星與地球的距離，何治宏團隊將這團高速云的位置鎖定在4.5萬光年，恰好位于銀河系外圍。
同時，基于郭守敬望遠鏡的巡天光譜數(shù)據(jù)，團隊發(fā)現(xiàn)峨眉雙星團具有極低的金屬豐度。這一化學(xué)特征與銀河系內(nèi)部高金屬豐度的環(huán)境不符，卻與環(huán)星系氣體吻合，從而確認了雙星團是跟著高速云母體“外來的”。
上述兩個證據(jù)，共同直接證實了銀河系正在吸積外部的氣體。
“有了位置、距離、年齡、速度，我們模擬了星團在銀河系氣體阻力下的軌道，回推1100萬年，想看看它在哪出生。”當(dāng)在氣體通道圖上標出“出生地”的黃色星號時，何治宏發(fā)現(xiàn)，這個位置正好與另一團氣體云重合。
“根據(jù)恒星形成理論，兩團致密氣體的碰撞可能會催生新的恒星。因此我們推斷，很可能是在1100萬年前，這兩團氣體相撞，從而孕育出了峨眉一號和峨眉二號。”他表示，這相當(dāng)于首次揭示，原始氣體在尚未完全融入銀河系之前，其內(nèi)部就已經(jīng)可以“孕育”恒星了。
值得一提的是，氣體被銀河系吸積進來之后，再與銀河系內(nèi)部的氣體相互作用，也有可能產(chǎn)生恒星。這種情況有過理論推測，但目前缺乏直觀的證據(jù)。
星團飄散前 登峨眉邀“峨眉”
回溯整個發(fā)現(xiàn)過程，研究團隊并沒有做任何直接觀測，而是對公開的數(shù)據(jù)進行了一次整理挖掘。
郭守敬望遠鏡光譜數(shù)據(jù)鎖定了目標對象，又和歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡的高精度天體測量數(shù)據(jù)一起拼出了基本“輪廓”。而德國EBHIS射電巡天數(shù)據(jù)，則勾勒出星團周圍的氣體環(huán)境，還原了事情的來龍去脈。多方面的數(shù)據(jù)“環(huán)環(huán)相扣”，讓研究團隊得以認識“峨眉”雙星團。
“以前沒找到現(xiàn)在找到了，主要原因就是我們用的數(shù)據(jù)更全面。”何治宏說道。
跨領(lǐng)域的視角也很重要。“在過去，天文學(xué)研究中，做光學(xué)的很少用射電數(shù)據(jù)，做射電的又很少看光學(xué)的東西，但這些年的趨勢是多波段聯(lián)合。”何治宏恰好對兩方面都感興趣。
在中國科學(xué)院南京紫金山天文臺恩師的教導(dǎo)下，碩士期間他學(xué)過射電數(shù)據(jù)處理，而博士期間的研究又與光學(xué)天體測量相關(guān)。“在這個課題上，我正好可以結(jié)合起來。雖不是什么特殊技能，但確實有效。”
從“峨眉”雙星團的發(fā)現(xiàn)到確認，何治宏只花了一兩天的時間。他總是記得讀研究生時曾有授課老師教過科研要“四快一慢”的原則，即“看文獻快，演算快，驗證想法快，寫文章快”。
“核心結(jié)論要盡快‘敲定’，但投文章要慢，留足時間修改。”這次投給《自然-天文》的文章，他花了半年時間修改。
不過這位研究人員強調(diào)，目前取得的成果只是打開了一扇窗。后續(xù)要做的研究還有很多，例如擴大核心觀測樣本，開展合作進行更精細的直接觀測。
關(guān)于雙星團和高速云的未來，何治宏有一些推測。當(dāng)高速氣體沖向銀河系時，會受到巨大阻力，速度逐漸減慢，最終被“吃掉”、留在銀河的星盤上。“氣體中孕育出的恒星，由于質(zhì)量大、表面積小，幾乎不受阻力影響，可能會脫離，跑到更高的地方，繞銀河系運行若干圈后，再慢慢回歸。”
也許經(jīng)過數(shù)億年，雙星團繞著銀河系運行幾周后，又會逐漸瓦解，不再成團。而是像一條帶子，飄落在宇宙中。
在完全消散之前，大眾還有機會一睹它們原本的容顏。峨眉山金頂，正是這對雙星團的最佳觀測地點之一。
“就如‘舉杯邀明月’一樣，我們亦可登峨眉邀‘峨眉’。”何治宏沒想到，自己堅持的“要用中國自己的文化符號，去命名自己發(fā)現(xiàn)的天體”這一理念，竟成就了這樣的巧合。
“金頂足夠開闊，光污染少。”他建議，最佳觀測時間是冬季或春季上半夜，但需使用專業(yè)相機接駁天文望遠鏡。“星團中最亮恒星的精確坐標為‘赤經(jīng)01:50:46.6’、‘赤緯+56:25:25.8’，可供天文愛好者定位追蹤。”
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41550-026-02814-9
“峨眉”雙星團在銀河系中的坐標。受訪者供圖