当撒哈拉以南非洲的科伊桑(Khoisan)狩猎者凝视着划破夜空蜿蜒曲折的星光和尘埃时，他们看到了篝火的余烬；波利尼西亚水手们一条吞食云的鲨鱼；古希腊人看到了一股牛奶流和嘎嘎酒带，这最终诞生了现代术语“银河系”。

在20世纪，天文学家发现我们的银河只是广阔的恒星岛中的一块，他们写下了自己的银河起源故事。简单来说，它认为我们的银河星系在将近140亿年前汇聚在一起，当时巨大的气体和尘埃云在引力的作用下聚结在一起。随着时间的流逝，出现了两个结构：首先是一个巨大的球形“光晕”，然后是一个密集而明亮的盘。在那之后的数十亿年中，我们自己的太阳系开始在这个圆盘内旋转，因此当我们在夜间向外看时，我们会看到这个旋转圆盘的边缘在飞溅出“牛奶”。

然而在过去的两年中，研究人员几乎重写了银河系历史的每个主要章节。到底发生了什么？因为他们获得了更好的数据。

2018年4月25日，一个名为盖亚(Gaia)的欧洲航天器发布了数量惊人的关于天空的信息。至关重要的是，盖亚(Gaia)长达数年的数据集描述了大约10亿颗恒星的详细运动。先前的调查仅绘制了数千个移动图。数据使以前静止的银河带栩栩如生。法国史特拉斯堡天文台的天文学家费德里科·塞斯蒂托(Federico Sestito)说：“盖亚开始了一场新的革命。”

天文学家竞相下载动态恒星图，随后又发现了一系列发现。他们发现，例如，圆盘的某些部分看上去不可能古老。他们还发现了影响银河系暴力少年的史诗般碰撞的证据，以及新迹象表明银河系继续以意想不到的方式搅动。

总而言之，这些结果为我们星系的动荡过去和不断发展的未来开辟了一个新故事。爱丁堡大学的天文学家迈克尔·彼得森说：“我们对银河系的看法改变得如此之快。” “主题是银河系不是静态物体，到处都在迅速变化。”

最早的星星

为了追溯到银河系的最早日子，天文学家寻找当时的恒星。这些恒星仅由氢和氦(它们是宇宙最原始的物质)组成的。幸运的是，这些早期恒星中的较小恒星也缓慢燃烧，因此许多恒星仍在发光。

经过数十年的调查，研究人员整理了一个目录，列出了42个此类古恒星，称为超贫金属恒星(对天文学家来说，任何比氦大的原子都称为金属)。根据银河系的标准故事，这些恒星应该聚集在整个光晕中，这是形成银河系的第一部分。相比之下，盘中的恒星应该被碳和氧之类的重金属元素所污染。

在2017年末，塞斯蒂托开始通过编写代码来分析即将到来的盖亚结果来研究这种贫金属群体的运动。他认为，也许它们的球形路径可以为光环的形成提供一些线索。

盖亚(Gaia)发布数据后的几天里，他从完整的数据集中提取了42颗古星，然后跟踪它们的运动。如他所料，他发现大多数古恒星都流过光环。但是有些(大约四分之一)不是。相反，它们似乎卡在了银河系最年轻的区域圆盘中。 “到底是什么，”塞斯蒂托想知道，尽管他用了一个不同的四个字母的词，“这是怎么回事？”

后续研究证实，恒星确实是圆盘的长期居民，而不仅仅是经过的游客。根据最近的两次调查，塞斯蒂托及其同事积累了一个大约5,000个金属贫乏恒星的图书馆。其中几百个似乎是磁盘的永久居民。另一小组筛选了另一项调查确定的约500颗恒星，发现其中约有十分之一的恒星平放在圆形的太阳状轨道上。第三个研究小组发现各种金属(因此年龄不同)的恒星在圆盘轨道上运动。巴黎天文台的天文学家主要作者保拉·迪·马特奥(Paola Di Matteo)说：“这是全新的东西。”

这些古恒星是如何到达那里？塞斯蒂托推测，也许原始气体的口袋能够躲避从超新星亿万年排出的所有金属达，然后坍塌形成看上去看似古老的恒星。或者，当光环发生时，圆盘可能已经开始成形，比计划提前了近十亿年。

为了了解哪种可能性更大，他与位于德国波茨坦的莱布尼兹天体物理研究所的研究员托比亚斯·巴克(Tobias Buck)联系，他专门研究数字星系模拟。如前所述，过去的努力通常首先产生光晕，然后产生圆盘。但是这些都是相对低分辨率的工作。

巴克将其仿真的清晰度提高了大约10倍。在此分辨率下，每次运行都需要大量的计算资源。即使他可以使用德国的莱布尼兹超级计算机中心，一次模拟也需要三个月的计算时间。他重复了六次计算。

在这6个中，有5个产生了银河系多贝格尔。其中两个具有大量的金属贫乏的盘状恒星。

那些古老的恒星是如何进入圆盘的？简而言之，它们是杰出的移民。它们中的一些恒星诞生于银河系之前的云层中。然后，云层恰巧将它们的某些恒星沉积到轨道上，这些轨道最终将构成银河系盘的一部分。其他恒星来自小型的“矮”星系，这些星系撞击到银河系中并与一个新兴的盘对准。

该小组在11月发布的结果表明，经典星系形成模型并不完整。正如预期的那样，气云确实坍塌成球形光晕。但是，以正确角度到达的恒星可以同时启动一个盘。 “ [理论家]没错，”巴克说，“他们丢失了一部分照片。”

暴力少年

并发症还不止于此。通过盖亚(Gaia)，天文学家已发现灾难性碰撞的直接证据。天文学家认为银河系很忙，但是现在新泽西州普林斯顿高级研究所的天文学家赫尔默·科珀尔曼(Helmer Koppelman)使用盖亚数据来帮助确定最大合并中的特定碎片。

科珀尔曼回忆说，盖亚(Gaia)的2018年数据发布时间是在周三，疯狂的下载目录冻结了其网站。他在星期四处理了数据，到了星期五，他知道自己将继续前进。在各个方向上，他都看到大量的光晕恒星在银河系的中心以同样的奇特方式来回回跳，这暗示着它们来自一个矮星系。科珀尔曼和他的同事在周日准备了一份简短的论文，随后在六月进行了更详细的分析。

银河残骸无处不在。光环内部60,000光年(向各个方向延伸数十万光年)中所有恒星中的一半可能是来自这种单独的碰撞，这可能使年轻银河系的质量增加了10倍％。 “这对我来说是改变游戏规则的恒星，”科珀尔曼说，“我期望有许多不同的较小物体。”

该组织以原始女神之一的希腊女神盖亚(Gaia)和泰坦的儿子恩克拉多斯(Enceladus)的名字命名了即将到来的星系盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)。剑桥大学的另一个团队大约在同一时间独立发现了这个星系，并称其为盖亚香肠。

在大约100亿年前，当银河系和盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)发生碰撞时，盖亚-恩塞拉杜斯在碰撞中爆炸了大部分圆盘。天文学家们争论为什么我们的银河盘似乎有两个部分：一个薄盘和一个更厚的盘，恒星在绕银河中心旋转时会上下弹起。迪·马特奥(Di Matteo)领导的研究现在表明，盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)爆炸了大部分圆盘。 Koppelman说：“第一个远古圆盘形成得非常快，然后我们认为盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)破坏了它。”

在被称为球状星团的恒星束中发现了更多合并的提示。德国海德堡大学的天文学家迪德里克·克鲁伊森(Diederik Kruijssen)使用星系模拟来训练神经网络来检查球状星团。他让它研究了它们的年龄、构成和轨道。根据这些数据，神经网络可以重建组装星系的碰撞。然后，他根据真实银河系的数据放开了它。该计划重建了诸如盖亚-恩克拉多斯(Gaia-Enceladus)之类的已知事件，以及该组织将其称为海妖(Kraken)的较早的、更重要的合并。

8月，克鲁伊森(Kruijssen)的研究小组发表了银河系和形成它的矮星系的合并谱系。他们还预测，希望通过独立观察进一步确认还有10次过去发生的碰撞。克鲁伊森说：“我们还没有找到另外10个，但是我们会的。”

所有这些合并导致一些天文学家提出，光环可能几乎完全由移民恒星构成。20世纪60年代和70年代的模型预测，大多数银河系晕星应该已经形成。迪马特奥说，但是随着越来越多的恒星被确认为银河闯入者，天文学家可能不需要假设许多恒星是本地恒星。

还在成长的银河

银河系在近代以来享有相对平静的历史，但是新移民不断涌入。南半球的观星者可以用肉眼看到一对矮小的星系，称为麦哲伦星云。长期以来，天文学家认为这对行星是我们坚定不移的轨道伴侣，就像银河系的卫星一样。

然后，在2006年至2013年期间对哈勃太空望远镜进行了一系列观测，发现它们更像是传入的陨石。弗吉尼亚大学的天文学家尼蒂娅·卡利瓦亚利尔(Nitya Kallivayalil)将云层描述为以大约330公里/秒的速度进入热区，几乎是预测的两倍。

当爱丁堡皇家天文台的天文学家豪尔赫·佩纳鲁皮亚(JorgePearrubia)领导的一个小组在几年后对数字进行了计算时，他们得出结论认为，他们得出结论，快速的云层一定非常大——可能比之前认为的要大10倍。

佩纳鲁皮亚说：“这真令人惊讶。”

各种团体预测，出乎意料的矮星可能会拖曳银河系的某些部分，今年，佩尼亚鲁比亚(Pearrubia)与彼得森(Petersen)合作一直在寻找证据。

寻找全星系运动的问题在于，银河系是一片猛烈的恒星暴风雪，天文学家从其中一片雪花向外看。因此，佩尼亚鲁比亚和彼得森花了大部分时间思考如何中和地球和太阳的运动，以及如何平均光环恒星的运动，使光环的外缘可以作为一个静止的背景。

当他们用这种方式校准数据时，他们发现地球、太阳和它们坐的圆盘的其余部分正朝着一个方向倾斜——不是朝大麦哲伦云的当前位置，而是朝它的位置倾斜大约10亿年前(彼得森解释说，星系是一个反射缓慢的笨重的野兽)。他们最近在《自然天文学》上详细介绍了他们的发现。

圆盘相对于光晕的滑动破坏了一个基本假设：银河系是一个平衡的物体。它可能会在太空中旋转和滑动，但是大多数天文学家都认为，数十亿年后，成熟的圆盘和光晕已经稳定下来。

佩尼亚鲁比亚和彼得森的分析证明了这一假设是错误的。即使在140亿年之后，合并仍在塑造银河的整体形状。这种认识仅仅是我们如何理解天空中大量“牛奶流”的最新变化。

彼得森说：“我们认为我们所知道的一切都是关于银河系的未来和历史的，我们需要一个新的模型来描述这一点。”