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          2. 國家天文臺利用LAMOST數據研究銀河系厚盤形成機制

            [ 錄入者:zhangms | 時間:2018-06-28 09:12:36 | 作者: | 來源:國家天文臺網站 | 瀏覽:2362次 ]

            近日,國家天文臺天體豐度與星系演化研究團組邢千帆博士與趙剛研究員利用郭守敬望遠鏡(LAMOST)光譜巡天數據,對太陽鄰域F和G型矮星的鎂元素豐度進行了詳細研究。首次在銀河系厚盤中發現了吸積成分的存在,這些恒星具有異常偏低的鎂元素豐度,并表現出較大的軌道偏心率和極大銀心距,是銀河系并合周圍矮星系的遺跡,為富氣體并合模型描述的厚盤形成機制提供了觀測上的支持。該研究已在英國《皇家天文學會月刊》(MNRAS)上發表。 

            銀盤中厚盤成分的發現由來已久,但厚盤的形成機制一直懸而未決。徑向遷移模型提出銀盤恒星會在徑向發生向內或向外的遷移,在遷移過程中導致銀盤增厚,從而形成厚盤;加熱模型認為厚盤是由在衛星星系并合過程中被動力學加熱的盤星構成;吸積模型則提出厚盤主要由內落的衛星星系構成;富氣體并合模型認為富氣體的并合過程導致了厚盤的形成,厚盤主要由本地形成的恒星構成,并混雜了被吸積進來的恒星。后兩種模型均認為厚盤中存在從矮星系吸積而來的恒星,但它們在吸積成分所占比重上存在差別。 

            銀盤中吸積成分存在與否以及其所占比重對確定厚盤的形成機制有重要意義。本研究從LAMOST光譜庫中篩選出了具有自行和距離信息的F和G型矮星,按照運動學性質將樣本劃分為厚盤、薄盤和暈三個成分,通過分析厚盤和薄盤星的[Mg/Fe]-[Fe/H]分布探究銀盤的形成和演化。結果顯示利用[Mg/Fe]可以較好地區分厚盤和薄盤成分,它們之間存在一個明顯的低密度區域(圖1)。相較薄盤恒星,厚盤恒星具有更高的[Mg/Fe]和更低的金屬豐度,表明厚盤恒星形成時間較早。厚盤中同時存在少量[Mg/Fe]異常偏低的恒星,它們偏離厚盤恒星總體的[Mg/Fe]分布趨勢,與銀河系近鄰矮星系成員星具有相近的豐度特征。軌道參數分析結果顯示低鎂恒星具有較大的軌道偏心率和極大銀心距,使得它們可以運行到更為遠離銀心的位置,暗示厚盤中的低鎂恒星源自瓦解的矮星系。 

            厚盤中吸積成分的發現肯定了矮星系對厚盤形成的物質貢獻,但吸積成分在厚盤中占比較小,遠低于吸積模型的預期。厚盤主要由本地形成的恒星組成,并擁有少量吸積自矮星系的恒星,與富氣體并合模型的預期相符。該研究進一步分析了厚盤恒星的軌道偏心率分布,與基于富氣體并合模型的數值模擬結果相一致,為該模型提供了觀測上的支持。 

            左圖樣本恒星[Mg/Fe]-[Fe/H]分布,藍色圓點代表普通厚盤恒星,紅色圓點代表厚盤中的低鎂恒星。右圖為樣本中厚盤恒星軌道的極大銀心距-偏心率分布,紅色圓點代表厚盤中的低鎂恒星。 

            Tags:銀河系   厚盤 恒星  矮星系

            責任編輯:zhangms

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