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LAMOST首次精確測量人馬座星流三維軌道空間分布

  近日中國科學院天文大科學研究中心特聘青年研究員、中國科學院上海天文台博士后李静,中國科學院国家天文台研究員刘超、薛香香,上海天文台副研究員钟靖、美国伦斯勒理工学院博士Jake Weiss等合作利用LAMOST DR4數據中探測到的M巨星結合Gaia DR2精確的自行,第一次描繪出了人馬座星流精確的三維空間軌道分布,該項研究成果已經發表在國際天文期刊《天體物理學報》(2019ApJ, 874, 138)上。

  M巨星位于紅巨星的頂端,是一類最明亮的恒星。它們在恒星的生命演化軌迹中接近尾聲,已經耗盡了恒星內部的大部分氫。M巨星外部由一個巨大的氫包層構成,半徑甚至可以達到一個天文單位(約215太陽半徑)。巨大的半徑使得它們具有很高的光度,即使在很遠的距離也很容易被探測到。所以M巨星是研究銀河系外暈性質和結構的強有力工具。

  在過去的研究中,大量的測光巡天數據都探測到了該星流的成員星。但是速度信息缺少大樣本數據的支持。LAMOST提供了海量數據的視向速度信息。通過模板匹配的方法,李靜等人從LAMOST DR4中挑選出了大約3M巨星樣本,並用它們對人馬座星流進行了研究。通過與Gaia DR2精确自行数据的結合,第一次在三维空间描绘了人马座星流的空间轨道分布,在距离太阳100kpc遠的距離追蹤到該星流。並且第一次在能量角動量空間對該星流進行了分析,展示了星流導臂和曳臂能量角動量的差異。

  人馬座星流是人馬座矮星系受到銀河系強大的潮汐作用力瓦解而留下的痕迹。由于這次潮汐瓦解事件是最近幾十億年剛剛發生的,因此它的結構在空間中異常顯著,就像一條炫舞九天的赤焰飛龍,由南向北跨過整個銀河系。獲得人馬座星流詳細的三維空間軌道分布,能夠幫助研究人員有效地還原銀河系和矮星吸積並合曆史,對銀河系的引力勢和恒星形成曆史能給出強有力的約束,是完善銀河系形成和演化模型的關鍵之一。

   

  圖爲在X-Z空間人馬座星流成員星軌道走勢 sd

(信息來源:國家天文台)