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          2. 國家天文臺等基于LAMOST在星系震蕩學領域取得進展

            [ 錄入者:zhangms | 時間:2018-07-31 09:58:24 | 作者: | 來源:中科院網站 | 瀏覽:3150次 ]

            銀河系是人類賴以生存的家園星系,是人們理解星系化學動力學歷史與演化的重要參考與基石,它可以讓人們得以在多星族六維相空間下對其進行細致的診斷與精細的刻畫。銀河系的盤集中了母星系百分之九十的重子物質,上面有大量的恒星、氣體、塵埃等。目前普遍認為銀河系的盤并非平滑分布,其在幾何空間與速度空間都存在一定程度的非對稱震蕩特性,對于這種非對稱震蕩特性的科學研究人們稱為星系震蕩學。

            近日,中國科學院國家天文臺恒星與恒星系統團組博士研究生王海峰、鄧李才、劉超等人利用LAMOST數據第一次揭示出超越太陽鄰域5kpc范圍的銀河系外盤三維速度非對稱震蕩特征。該文章歷時37天得到審稿人認可后接收,并且審稿人指出這是在Gaia DR2數據來臨前的一項重要的參考工作,該工作成果目前已發表在英國《皇家天文學會月刊》(2018,MNRAS,477,2498)上。

            銀盤上存在大量的速度子結構(velocity substructures)、移動星群(moving groups)、星流(streams)、成團運動(bulk motions),它們形成的物理機制大致主要分為兩類:內部原因有銀河系棒、旋臂的動力學擾動等;外部原因有衛星星系或矮星系的次并合或相互作用、暗物質暈的作用、翹曲動力學作用等。在河外星系中,天體物理學家也看到了很多顯著有趣的非對稱運動特性。

            國家天文臺恒星與恒星系統團組成員與美國、西班牙國外合作者一起利用LAMOST數據中的視向速度和其他團隊合作者的自行數據發現徑向速度在R=6-13 kpc范圍內北邊存在大范圍的震蕩特征, 在Z=0.5 kpc, R=10-11 kpc 左右存在一個速度子結構,對應著團隊以前工作中提到的North-near 子結構。旋轉速度分布呈現明顯梯度特征,在R < 10 kpc, Z < 0.5 kpc區域,北邊恒星比南邊恒星轉得快,在 R > 10 kpc, Z > 0.5 kpc 區域,南邊恒星比北邊恒星轉得快;垂直速度在太陽位置內恒星存在壓縮運動,太陽位置外恒星存在整體向上成團運動;在三維速度的一維徑向分布上,以太陽位置作為分界,該工作也清楚探測到徑向速度的梯度由負到正的徑向運動,垂向速度由負梯度到正梯度的成團運動。王海峰等人還對南北兩邊速度進行對減,半定量地描述出這些非對稱結構的特性。

            該工作目前認為盤面上非對稱結構的產生不太可能由次并合或旋臂所貢獻,垂向速度的非對稱特征不太可能是棒或旋臂產生的。翹曲的節點動力學、暗物質暈或者其他更豐富的動力學機制可能主導著這些非對稱運動。之前類似的研究只做到9 kpc,該團隊第一次利用LAMOST巡天數據往外再推了4 kpc,看到了很多新的運動學分布特性。值得一提的是,在該工作發表不久,Gaia 第二批數據釋放后的結果幾乎完全證實了這份工作的主要結果,由此也可以看到LAMOST海量光譜數據廣闊的科學應用前景。目前該團隊正在利用LAMOST DR5 和Gaia DR2數據進行更多的研究,他們不僅重構出了當前結果,而且揭示出直到20kpc的星系震蕩學運動特征。

            銀河系盤6-13kpc 范圍的徑向、軸向、垂向的非對稱速度分布特征,如圖橢圓和箭頭所示。

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