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LAMOST探测到M31和M33星系外围的尘埃信号
时间 : 2021-03-19     

在我们的日常生活中,尘埃无处不在而且经常带来麻烦。但浩瀚宇宙中同样普遍存在的尘埃却令天文学家们感到颇有兴味。  

近日,北京师范大学天文系的苑海波副教授和研究生张若羿利用LAMOST和Gaia数据在仙女座星系(M31)和三角座星系(M33)的外围探测到了尘埃的信号。该成果发表在《天体物理学报通讯》(2020,ApJL,905,L20)上。  

在本星系群中,M31和M33分别是最大和第三大的星系,但探测这两个星系外围的尘埃依然非常具有挑战性。因为无论是从尘埃在光学波段的吸收还是从远红外波段的发射而言,它们的信号与银河系前景的尘埃相比都非常微弱。因此,必须要精确地去除银河前景尘埃信号的干扰,才能揭开它们的神秘面纱。  

利用来自郭守敬望远镜(LAMOST)和Gaia卫星的约19万颗恒星数据,利用恒星配对的方法精确测量恒星消光,两位研究者在M31和M33区域构建了一个范围大且精确的银河系二维前景尘埃红化图。

   
图一:左图为LAMOST银河系前景红化图。椭圆代表M31、M33以及两个伴星系M32和M101的光学范围。右图为M31和M33尘埃红化图。以M31和M33为中心的两个虚线椭圆表示其尘埃盘的大小,以M31为中心的大圆代表其尘埃晕的范围。(图片来源:张若羿)  

这项研究的第一作者张若羿介绍道:“这张前景尘埃红化图可以告诉我们银河系的尘埃吸收了多少光。”它展示了M31方向附近复杂的尘埃云结构,将能够用于M31星系中目标的精确前景红化改正。  

在仔细地去除了SFD98尘埃图(它包含来自银河系、M31和M33的尘埃信号)的银河系前景信号后,研究人员揭示了M31和M33外围一个相当大区域内的尘埃分布情况。他们发现M31和M33盘中的尘埃向外延伸至它们光学半径的约2.5倍处。而且在M31的晕中还存在大量团块状和丝状结构,尘埃晕的延伸距离超过100 kpc,是其光学半径的5倍。

 
   
图二: 左、中、右图分别展示了 M31尘埃晕、M31尘埃盘和M33尘埃盘消光的径向趋势。其中蓝色实线为观测值,阴影表示3σ误差范围。  

晕中的尘埃来自哪里?它们的性质与盘上的尘埃是否相同?很多有趣的问题依然等待着人们去回答。本研究的通讯作者,苑海波副教授说:“我们的研究结果为理解漩涡星系中尘埃的分布、性质和循环过程提供了重要的线索。”  
论文链接:  

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/abccc4