哈勃點出銀河系最早一次大合併：39個球狀星團留下LKH「化石」

39個星團點解可以講出一場遠古合併？

今次研究分析咗銀河系中心約20,000光年範圍內的39個球狀星團。球狀星團由大量老年恆星密集組成，保存住形成時期的化學同年齡資料，就好似銀河系歷史入面一批仍然留低嘅「化石」。

哈勃太空望遠鏡具備高解像度同深度影像，令研究人員可以更準確估算每個星團的年齡，以及「金屬量」——即氫、氦以外較重元素的含量。研究團隊再配合統計模型，同其他觀測資料比較，發現星團唔係沿住一條連續分布，而係分成三條清晰的年齡—金屬量序列。

簡單講，一個星系的質量越大，通常越快累積較重元素；而星團喺唔同時期形成，就會沿住反映其母星系化學演化歷史的軌跡分布。只要搵到一條同銀河系本身唔吻合、又有一致年齡同化學特徵的序列，就有機會追溯到一個已經被拆散、融入銀河系的外來星系。

三組星團，揭示三段銀河系歷史

研究人員將39個球狀星團大致分成三組：

• 銀河系原生星團： 最古老的一組，相信係喺銀河系早期內部直接形成，即所謂「原地形成」的星團。
• Gaia–Sausage–Enceladus（GSE）星團： 較年輕的一組，與大約100億年前發生、目前已較確立的GSE合併事件有關。
• LKH星團： 一組獨立的中間年齡群，比原生銀河系星團年輕，但又比GSE星團老。佢哋的年齡—金屬量關係同動力學特徵，都唔自然屬於前面兩組，因此指向另一個更早發生的外來星系合併。

正正係呢條「中間序列」成為關鍵：如果呢批星團原本屬於銀河系，就難以解釋佢哋點解同原生星團呈現另一套一致的化學演化軌跡；如果將佢哋歸入GSE，又會同GSE合併的時間同年齡分布對唔上。於是，研究人員推斷佢哋係由另一個較早的母星系帶入銀河系。

LKH到底幾大？幾時被銀河系吸收？

根據呢批倖存星團的數量同性質，LKH當年應該擁有約5億個太陽質量的恆星。呢個規模意味住佢唔係一條細小、影響有限的星流，而係早期銀河系一個相當重要的建造材料。

研究推算，LKH約於118億年前被年輕的銀河系吞併。新聞報道通常會講成「大爆炸後約20億年」，但相關論文預印本較精確的描述係約大爆炸後15億年；兩種講法都指向同一個極早期宇宙時代。

呢次發現將銀河系目前較有把握重建的重大合併歷史，向前推早約18億年。換句話講，銀河系開始成長同擴張的時間，比之前以為的更早。

銀河系係自己慢慢「生」出來，定係靠吞併？

答案係兩樣都有。

最早期的銀河系的確喺內部形成咗一批古老星團同恆星，但同一時間亦透過吸收矮星系快速增長。LKH合併可能帶來大量恆星、球狀星團同氣體，亦會擾動銀河系當時的引力結構，影響之後的演化。

不過，呢項研究並唔代表所有早期銀河系恆星都係由外來星系帶入。更合理的圖像係：銀河系一方面內生形成星體，另一方面透過一輪又一輪的層級式合併，逐步拼合成今日所見的巨型螺旋星系。

「銀河考古學」點樣重建已消失的星系？

LKH本身早已被銀河系的引力拆散，天文學家唔可以直接望住一個完整的LKH。但佢嘅遺跡仍然藏喺星團之中，包括：

• 星團形成的時間；
• 星團的金屬量同化學成分；
• 星團喺銀河系內的軌道及運行方式；
• 各個星團之間是否呈現一致的歷史關係。

將呢啲資料拼埋一齊，研究人員就可以推斷星團原本屬於邊個母星系、母星系大約有幾大，以及幾時被銀河系吸收。呢種透過星體殘骸追查銀河系過去的做法，就叫做「銀河考古學」。

LKH的結果亦說明，當一般恆星碎片經過數十億年已經混合到難以辨認，球狀星團的年齡—金屬量分布仍然可能保留一次合併事件的線索。

同2026年卡夫里天體物理學獎有咩關係？

2026年卡夫里天體物理學獎頒畀Vasily Belokurov、Amina Helmi同Rodrigo Ibata，以表揚佢哋發現過往星系合併留下的「化石證據」，並證明銀河系係透過層級式吸積逐步建立。

今次LKH研究並非該獎項本身的唯一成果，但就提供咗一個好具體的例子：即使外來矮星系已經消失，科學家仍可由星體的運動、年齡同化學指紋，還原銀河系曾經歷過的碰撞同吞併。

哈勃之後仲可能搵到咩？

銀河系內圈有唔少球狀星團仍未被完整研究，部分更加受到塵埃遮蔽。未來如果哈勃或其他觀測設施可以取得更多呢類星團的高質素數據，可能會發現更多離散的年齡—金屬量序列。

呢啲新序列或許可以揭示其他已經完全瓦解的遠古母星系，並幫助科學家更準確估算佢哋的質量同合併時間；亦可以測試某些星團群究竟代表獨立的合併事件，定係LKH、GSE或銀河系原生序列的延伸。

但就目前證據而言，研究人員尚未能指認任何具體的額外遠古合併。真正可以肯定的是：銀河系的過去，比夜空表面睇落更加動盪，亦更加由一次次星系相遇共同寫成。