星系是如何成长的？它们的恒星如何形成？它们的化学成分如何演化？近日，由中国科学院新疆天文台、国家天文台、北京大学的研究团队利用500米口径球面射电望远镜（FAST）和光谱观测数据，对著名的螺旋星系NGC 628展开深入研究，发现其气体金属丰度的分布印证了“由内向外增长”（inside-out growth）模型，即星系从核心向外盘逐渐演化。这一发现不仅加深了人们对星系成长机制的理解，也为星系演化理论提供了新的观测证据。该研究成果已发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。
NGC 628，也被称为“幽灵星系”，是一个典型漩涡星系。研究团队在使用紫外（GALEX）、可见光（BATC）、红外（Spitzer）等多波段测光数据开展研究的基础上，利用国家天文台兴隆观测基地2.16米望远镜的光谱观测数据分析了其恒星形成率、气体丰度和尘埃消光等特性，并利用FAST的高灵敏度中性氢（H I）观测，揭示其气体的分布及内部动力学。
研究表明，NGC 628的金属丰度从中心到外盘逐渐降低，印证了该星系“由内向外”演化的过程。星系中心区域的恒星形成较早，化学元素更丰富，而外盘仍处于较年轻的演化阶段。此外，研究发现，NGC 628的中性氢分布虽然影响星系的整体结构，但并未直接决定金属丰度，这意味着星系的化学演化主要受恒星形成历史控制，而非短期的气体累积。
NGC 628是一个相对孤立的星系，近期没有受到其他星系的干扰，这也使得它成为研究星系自身成长机制的“天然实验室”。研究人员表示，此项研究成果不仅为星系演化模型提供了新的观测支持，未来，随着更多观测数据的积累，有望更全面地解读星系的演化历程，揭示宇宙中星系如何形成并演变至今。
图1 FAST观测NGC 628的中性氢气体分布（左图）和气体动力学分布图（右图）
图2 NGC 628中恒星形成区的金属丰度的二维分布（左）和径向分布（右）