自從現代天文學誕生以來，科學家們一直在尋求確定銀河系的全部範圍，並對其結構、形成和演化有更多的瞭解。根據目前的理論，人們普遍認為銀河系形成於宇宙大爆炸後不久(大約135.1億年前)。這是第一批恆星和星團聚集在一起的結果，也是直接從銀河暈中吸積氣體的結果。
從那時起，多個星系被認為與銀河系合併，從而引發了新恆星的形成。但是，根據一組日本研究人員的最新研究，我們的星系經歷了一段比以前想象的更動盪的歷史。根據他們的發現，銀河系在兩個恆星形成期之間經歷了一個休眠期，持續了數十億年。
他們的研究題為“間隔50億年的兩代太陽鄰域恆星的形成”，最近發表在科學雜誌“自然”上。這項研究是由日本東北大學天文研究所的天文學家野口進行的。野口利用一種被稱為“冷流吸積”的新概念，計算了100億年期間銀河系的演化。
示意圖顯示了銀河系中恆星形成的兩個階段
這種冷氣吸積的想法是由耶路撒冷希伯來大學理論物理主任阿維沙伊·德克爾(Avishai Dekel)和他的同事首先提出的，目的是解釋星系在形成過程中是如何從周圍空間吸收氣體的。過去，希伯來大學的高級講師尤瓦爾·伯恩博伊姆(Yuval Birnboim)和他的同事們也提出了兩階段形成的概念，以解釋我們宇宙中更大的星系的形成。
然而，在利用其恆星組成數據建立了銀河系模型後，野口得出結論，我們自己的星系也經歷了兩個恆星形成階段。根據他的研究，銀河系的歷史可以通過觀察它的恆星的元素組成來辨別，這些組成是形成它們的氣體的組成的結果。
在觀察太陽附近的恆星時，許多天文調查都注意到，有兩個組具有不同的化學成分。一種富含氧、鎂和硅（α元素），另一種富含鐵。出現這兩種情況的原因一直是一個謎團，但野口的模型提供了一個可能的答案。
根據這一模型，當冷氣流匯入銀河系並導致第一代恆星的形成時，就開始了銀河系的形成。這種氣體含有α元素，這是短壽命的II型超新星（當恆星在生命週期結束時經歷核坍塌，然後爆炸）的結果，將這些元素釋放到星系間介質中。這導致了第一代恆星富含α元素。
銀河系三個不同區域的模型預測
然後，大約70億年前，衝擊波出現，把氣體加熱到很高的溫度。這導致冷氣體停止流入我們的星系，導致恆星的形成停止。我們銀河系持續了二十億年的休眠期。在這段時間裡，長壽命的Ia型超新星（雙星系統中，其中白矮星逐漸吸收來自其伴星的物質）將鐵注入星系際氣體並改變其元素組成。
隨著時間的推移，星系間的氣體開始通過輻射冷卻，並在50億年前開始流回銀河系。這導致了第二代恆星的形成，其中包括我們的太陽，它們富含鐵。儘管這兩階段的形成在過去已經證明了質量更大的星系的存在，但野口已經證實了同樣的圖像也適用於我們自己的銀河系。
更重要的是，其他研究表明，銀河系最近的近鄰仙女座星系可能也是同樣的情況。簡而言之，野口的模型預測，巨大的螺旋星系在恆星形成過程中會出現缺口，而較小的星系則會不斷地生成恆星。
未來，現有和下一代望遠鏡的觀測很可能為這一現象提供更多的證據，並告訴我們更多關於星系形成的信息。由此，天文學家也將能夠建立越來越精確的模型，來描述我們的宇宙是如何隨著時間的推移而演化的。
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