大约在20亿年前，银河系吞噬了一个包含约百万颗恒星的星团，直到我们星系的引力将它撕裂成一条长达27,000光年的恒星长河。现在，对我们星系“零食”残骸的最新研究表明，它并非诞生于我们宇宙的一隅，而这些独特的起源或许能帮助我们理解银河系早期的形成过程。
这批不同寻常的恒星集合——因其可见的星座而被称为“凤凰星流”——是一种被称为恒星流的现象：一条被拉长的恒星链，它曾经是一个疏散星团，即一个密集聚集的古老恒星群。
在银河系晕的边缘，一个寒冷而稀疏的空间区域，已知的疏散星团约有150个。但当研究人员检查凤凰星流中数十颗明亮的红巨星的化学成分时，他们注意到了一些特别之处：它们的“金属丰度”异常低，“金属丰度”是比氢和氦重的元素的含量的一种简称。
卡内基天文台（位于帕萨迪纳）的天文学家、最近发表在《自然》杂志上的这项研究的合著者Ting Li表示，天文学家估计，星团应该有一个所谓的“金属丰度下限”，这意味着星团无法在没有一定量金属存在的情况下形成。问题就出在这里：凤凰星流恒星的金属丰度被发现仅为太阳的0.3-0.4％，这意味着该星团远低于“金属丰度下限”。理论上，它不应该存在。那么，为什么它存在呢？
“[低金属丰度]告诉我们，它一定是在一个不同于我们今天看到的任何疏散星团形成的时间和地点形成的，”悉尼大学天文学家、该研究的作者之一Geraint Lewis说。他补充说，凤凰星流代表了上一代疏散星团，它的恒星最终将被撕裂，并混合到我们银河系中其他普通的恒星里。
为了弄清楚凤凰星流究竟来自何处，悉尼大学博士生Zhen Wan和一支国际研究团队利用英澳望远镜，作为南天恒星流光谱巡天项目的一部分，该项目致力于寻找和绘制银河系晕中的恒星流。这些恒星流对于天文学家称之为“恒星考古学”——回溯宇宙时钟以重建我们星系的形成过程——尤其有用。
银河系是通过吞噬其他天体而成长起来的。当一个密集恒星群过于靠近银河系时，我们更大的星系的引力就会将其吸入。Geraint说，在合并结束后，被吞噬天体仅存的迹象之一就是恒星流的细丝在银河系中蜿蜒盘旋——这是来自早已消失的星团的恒星样本。这或许就是凤凰星流来到我们银河系区域的原因。
然而，疏散星团最初是如何形成的，至今仍是一个宇宙之谜。我们目前的理解是，在早期宇宙中，气体云塌缩并点燃，基本上是“一次性”形成了一百万颗恒星，Lewis说。新的发现挑战了这一点，表明它们是在宇宙中这些元素要少得多的时候就出现了。Lewis说：“我们在这里看到的是，它们并非在同一时间或同一地点形成——似乎存在一个更早的世代。”
哈佛-史密森天体物理中心的研究员Ana Bonaca（未参与此项研究）表示，这项发现令人兴奋。“我希望这只是冰山一角：在我们银河系轨道上运行的数十个类似的恒星流中，可能还有更多来自早期宇宙的信使。”
目前正在搜寻凤凰星流“兄弟姐妹”的迹象。为此，研究人员希望像欧洲空间局的盖亚（Gaia）航天器或备受期待的詹姆斯·韦伯空间望远镜这样的先进太空望远镜，能够推动发现更多类似的、低金属含量的、能证明我们银河系暴力历史的“证人”。
Lewis说：“通过观察其他恒星流，我们可以弄清楚吞噬了多少物质以及何时吞噬的。然后，我们可以将所有这些碎片拼凑起来，从而描绘出我们银河系是如何形成的整体图景。”
