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研究人员利用LAMOST数据精确测量银河系中尘埃分布的尺度
发表日期: 2018-04-16
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  近期,上海天文台科研人员李林林、沈世银等人利用LAMOST银河系巡天得到的海量恒星光谱数据对银河系中尘埃成分的结构进行了精确测量,并给出了目前为止最为精确的银河系尘埃整体分布的尺度。该研究工作的论文目前已经被天文学国际核心期刊《天体物理学报》(ApJ)正式接收。  

  银河是夜空中最壮美的景观。在银河繁星中,存在一些肉眼可见的“黑色星云”(图1)。这些黑云由恒星之外的中性气体和固体颗粒所构成,是新一代恒星的诞生地。这些固体颗粒被通称为星际尘埃。 

   图1,夜空中的银河,其中的“黑色星云”即为星际尘埃所在。 

  星际尘埃主要产生于恒星演化的后期阶段,它们吸收紫外和可见光波段的能量(形成黑云),并在红外波段发射。尘埃不仅有利于星际中的气体冷却以形成一下代恒星,更可以说是行星以及生命形成的基础砖块。虽然星际尘埃的质量一般占据星系总质量的千分之一还不到, 但是其在星系、恒星以及行星系统的形成和演化当中都起着关键性作用。 

  尘埃在星系中的空间分布情况可以提供星系结构和演化的重要信息。通过对河外星系的观测发现,尘埃在和银河系相似的盘状星系中大量存在,而且同样形成一个显著的盘状结构。一般来说,相比于恒星构成的盘来说,尘埃盘显得在径向上更延展、在厚度上更薄。2中给出的是著名的草帽星系(M104)的图像,可以清晰的看出上述特征。 

  图2,哈勃太空望远镜拍摄的“草帽星系”(M104)。 

   与可直接观测整体结构的河外星系不同,由于身处银河当中,虽然银河系中的尘埃几乎是肉眼“可见”,但却很难一窥其整体结构的真面目。上海天文台的李林林和沈世银等人利用LAMOST银河系巡天得到的海量恒星光谱数据对银河系中尘埃成分的结构进行了精确测量,给出了目前为止最为精确的银河系尘埃整体分布的尺度。 

  在LAMOST开始对银河系中的恒星进行巡天观测后,原北京大学刘晓为教授领导的一个研究团组对LAMOST巡天给出的恒星光谱进行了细致分析,并给出了巡天数据中每一颗恒星在视线方向上由于尘埃所造成的消光数值。上海天文台的博士研究生李林林在导师沈世银研究员的指导下,利用这些海量(超过六百万颗)恒星消光数据,对银河系中尘埃的整体空间分布进行了模型构建。研究表明,在扣除太阳附近两个较为显著的子结构后,银河系中尘埃的整体分布可以用一个密度在径向和垂向上都呈指数下降的盘状结构来很好地描述。这个尘埃构成盘的标长达1万光年,而标高仅为330光年[i]。和同样基于LAMOST巡天数据得到的银河系恒星盘结构参数相比,银河系的尘埃盘同样是在径向尺度上更延展,在垂向上更薄。也就是说,如果离银河系足够远,在特定角度上,我们看到的银河系将和草帽星系非常相似。 

  中科院上海天文台副台长,该研究工作的第三作者,侯金良研究员这样评价:该研究工作在对银河系尘埃整体分布测量上,其达到的精度是前所未有的,这很大程度上归因于LAMOST所提供的海量数据。科学上而言,该研究工作详细对比了银河系中尘埃和其它成分空间分布的异同,并探讨了其物理机制。从尘埃分布上而言,银河系和其它河外盘状星系非常相似,这进一步说明了银河系在宇宙中不是特殊的。 

   (信息来源:LAMOST之声) 

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