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仰望星空銀河星波蕩漾銀河系盤具有“波浪”一樣的起伏特點

2021-05-13 13:29:52 來源：《中國科學報》

近日，西華師范大學物理與空間科學學院副研究員李靜與中科院國家天文臺研究員薛香香等合作，利用郭守敬望遠鏡（LAMOST）和歐洲航天局蓋亞空間望遠鏡（Gaia）的數(shù)據(jù)，對位于反銀心的麒麟座星環(huán)、三角座—仙女座星流和A13等“恒星子結(jié)構(gòu)”的起源開展研究，證實它們起源于銀盤，是銀河系外盤的一部分。這一結(jié)論結(jié)束了天文界長期以來關(guān)于反銀心子結(jié)構(gòu)起源的爭議。相關(guān)研究成果發(fā)表于《天體物理學報》。

仰望星空，銀河星波蕩漾。這是由于銀盤南北兩側(cè)存在一些交替出現(xiàn)的“恒星子結(jié)構(gòu)”。截至目前，天文學家在反銀心方向上已發(fā)現(xiàn)的子結(jié)構(gòu)包括北近結(jié)構(gòu)、南中結(jié)構(gòu)、麒麟座星環(huán)、A13和三角座—仙女座星流，由內(nèi)向外從3.9萬光年到9.8萬光年依次延展排列。這些反銀心子結(jié)構(gòu)到底起源于哪里一直存在爭議。

研究人員介紹，他們利用LAMOST在銀河系反銀心觀測到的大樣本數(shù)據(jù)優(yōu)勢，結(jié)合Gaia相關(guān)的高精度數(shù)據(jù)，搜尋到589顆來自麒麟座星環(huán)、三角座—仙女座星流和A13結(jié)構(gòu)的成員星，這是目前最大的反銀心子結(jié)構(gòu)成員星樣本。

銀河系盤結(jié)構(gòu)與其它旋渦星系一樣被認為具有“薄盤”和“厚盤”兩個組成部分。首先，研究者對這些已確認的反銀心子結(jié)構(gòu)成員星的化學元素含量、運動特征以及能量角動量分布與銀盤進行“親子鑒定”，發(fā)現(xiàn)這些成員星與銀盤擁有相似的近圓形運動軌道，金屬厚度則與厚盤星相似。他們據(jù)此認為，這些子結(jié)構(gòu)成員星來自于銀盤厚盤。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，這些子結(jié)構(gòu)成員星的元素豐度明顯低于厚盤，這是由于目前外盤依然存在很多冷氣體，相對于內(nèi)盤，分子云密度低，歷史上平均的恒星形成效率低，化學元素的金屬豐度增加不充分，因此元素豐度比薄盤星要低。

綜上，研究人員推測，這些子結(jié)構(gòu)成員星應該屬于低豐度貧金屬外盤星，也就意味著這些反銀心子結(jié)構(gòu)起源于銀盤。

研究人員解釋，這些子結(jié)構(gòu)分布于距離銀河系中心3.9萬光年到9.78萬光年的范圍，這也論證了離銀心9.78萬光年處仍然存在外盤成分。

據(jù)悉，這一結(jié)論佐證了銀盤的半徑至少有9.78萬光年，是最早人們認識的經(jīng)典盤尺度的兩倍，這與2018年基于LAMOST數(shù)據(jù)的研究成果——銀河系從“二環(huán)”擴建到“五環(huán)”的結(jié)論相吻合。

標簽：銀河系波浪恒星子星系