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科研人员基于LAMOST揭示银盘“屋脊”结构的奥秘
时间 : 2020-11-06     

近日,由LAMOST特聘青年研究员、云南大学博士后王海峰、云南大学黄样副教授、河北师范大学崔文元教授以及北京大学张华伟副教授等人组成的国际团队,基于LAMOST主序拐点与OB恒星样本数据追溯了银盘“屋脊(Ridge)”结构的化学动力学演化特性。  

欧空局Gaia DR2数据释放后,基于这些数据的第一篇发表在《自然》杂志的文章发现太阳邻域有很多的非对称性,比如,“蜗牛状”结构,“拱形”结构,以及“屋脊”结构。所谓“屋脊”结构,描述的是恒星的径向速度在径向距离(R)与轴向速度(V?)的平面分布中,清晰地呈现出很多斜线结构特征,如同房屋的脊梁一般(定义不唯一)。目前国际上对于“蜗牛状”结构的讨论相对较多,但对于“屋脊”的研究相对较少,对“屋脊”起源的讨论更是莫衷一是。  

众所周知,盖亚卫星虽然可以提供海量数据,但它对恒星视线方向速度测量的数据范围较小,并且它不能给出较为理想的恒星化学信息、年龄信息等,甚至在较远银盘处其对恒星距离的误差也比较大。而LAMOST则可以较好地解决这些不足之处,二者数据的结合,为研究人员对银河“屋脊”进行寻根访祖,及进一步认识其精彩的前世今生提供了极佳的机会。  

王海峰等人第一次在化学动力学空间中发现了两种类型的“屋脊”结构:一类随年龄演化相对稳定;另一类随年龄演化出现变化。王海峰等人指出两类屋脊结构很可能来源于不同的动力学过程。与此同时,该工作还探测到了南北“屋脊”的对称分布特征、化学空间上的“屋脊”分布、垂向空间的“屋脊”信号特征,以及该非对称结构对于动力学扰动的敏感时间很可能横跨宇宙学时标等。基于目前的结果以及与理论模型的比对,该团队认为银河系旋臂的相位混合过程,人马座星流的扰动对该结构有重要贡献,该国际团队正在进行更多的深入剖析。但是基于目前的探索他们认为最有可能的是两者共同作用导致了如今我们在多星族下看到的丰富多彩又此起彼伏的银盘特征,这与此前王海峰等人提出的银盘起源探索计划(MWDPSG)的主要观点不谋而合。  

文章预印本出来后,收到了澳大利亚国际著名天文学家Joss Bland-Hawthorn的邮件,他表达了对于该团队近期完成的“屋脊”和“翘曲”工作的兴趣并对基于LAMOST数据未来的更多研究提出了建议。 审稿人指出“该工作为目前理论天体物理学家的动力学模型提出了更多的要求和挑战”。巧合的是,Joss Bland-Hawthorn近期又来信告知会尽快发表支持该成果相关结论和观点的理论文章。该研究获得了国家自然科学基金青年项目、中国博士后科学基金面上和特别资助、LAMOST重大成果培育项目、云南省博士后科研项目、国家重点基础研发计划等项目的支持。  

文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abb3c8

   
图1:银河系盘的“屋脊”结构分布类似于房屋的屋脊。