近日，中国科学院（国家天文台和紫金山天文台）国际人才计划（PIFI）的访问学者Lopez-Corredoira Martin博士与中国科学院国家天文台刘超研究员团队及意大利帕多瓦大学王海峰博士等人所在的国际团队基于LAMOST巡天数据揭示了距离银心29.34万光年的遥远银河系外晕中恒星的数密度轮廓和三维空间分布，发现银河系外晕比之前认识的可能更加宁静，目前在该天区内并没有非常显著地探测到标准宇宙学模型所预言的数量众多的吸积和并合结构特征。  

基于当前流行的层级宇宙学理论模型，银河系是经过数十亿年的多次吸积和并合事件形成。吸积天体在相位混合后将仍然保留其原有的相空间性质和化学动力学状态。当矮星系（或球状星团）与银河系进行引力相互作用时，会被潮汐剥离或完全摧毁，随后形成星流或子结构或过密度区，它们可能会在银河系晕的恒星数密度轮廓中呈现出来。  

银晕是银盘外围广袤且弥散的物质分布空间，因其尺度很大，过去很多年关于银晕的诸多科学问题都处于争论当中，比如银晕的轮廓和形态。研究银晕的恒星数密度轮廓不仅对于银河系晕的集成历史的认识具有重要的科学意义，还会促进我们深刻理解星系形成的背景和潮汐演化的动力学过程，并且有助于刻画银河系的非轴对称引力势。LAMOST巡天反银心方向的数据为天文学家研究较远银晕的数密度轮廓和形态提供了可能。  

Martin等人采用LAMOST巡天数据集中约60000颗处于银晕当中的K巨星和M巨星样本，在考虑选择效应和距离卷积的误差之后，揭示了距离银心29.34万光年范围内遥远银河系外晕的恒星计数轮廓和三维空间分布图，并基于上述数据测量出银河系恒星晕的总质量大约为7亿个太阳质量。  

该工作发现银河系的外晕恒星数密度轮廓随着与银心距离的增加总体呈现平滑下降的分布趋势，定量分析发现银晕相比银盘和核球来讲，比之前认为的更加弥散且外晕恒星之间的距离高达1304光年，比宽距双星的间距至少高两个数量级，并且他们发现外晕的形状没有星族依赖性和扁平化特征。   

Martin博士认为：“通过分析LAMOST数据中这60000颗银晕中的恒星数据的覆盖范围发现，银河系外晕的恒星数密度不仅相对平滑和对称，而且我们在该区域并没有非常显著地探测到宇宙学模型所预言的大量的吸积和并合特征。或许，银河系的外晕可能比过去认识的要更加宁静一些，即吸积并合的事件或许没有宇宙学模型预言的那么多”。 

 
   
图 1 基于LAMOST数据的银晕密度轮廓分布图，红色虚线是外晕的平坦轮廓，基于此，该团队估计了恒星晕的密度和质量。在误差范围和该工作的样本覆盖天区内，总体上没有看见非常显著且数量众多的子结构与并合特征。  

成果合作者王海峰补充说：“这份工作虽然只有银晕中恒星数密度的分析，没有运动学和动力学的聚类量化，个别矮星系或球状星团潮汐剥离后的动力学特征可能没有在这个维度显著呈现出来。但是，这份研究进展显示了LAMOST巡天在银晕天区的科学潜力，这将促进我们对于银河系的吸积和矮星系潮汐剥离历史的认识，未来我们将开展更多的工作验证该发现的同时推进银晕科学的认识”。 该研究结果发表在国际天文期刊《天文学与天体物理学》（Lopez-Corredoira Martin et al. 2024, A&A, 684, A135）。  

论文链接：https://doi.org/10.1051/0004-6361/202348781