研究人员基于LAMOST数据揭示银河系外盘扭曲的起源和演化
多年来,当天文学家解释银河系或星系的物理特性时,他们通常假设它们处于平衡状态或稳定的引力势。 随着各种大规模巡天的开展,人们已经清楚地看到银河系的盘面并不平滑对称或平坦。 银盘外表面呈“薯片”形状,被天文学家称为翘曲结构。 这种结构在银经100度和250度左右(有学者也认为在第一象限和第四象限)非常显着。 研究人员对翘曲的结构仍不清楚,其形成机制也相对复杂。 它大致可以分为两种:引力过程(如暗物质晕或矮星系)和非引力过程(如气体吸积或磁场效应)。 类型。 如果是非引力过程引起的,那么特点就是年轻星族的翘曲强度大于老星族的翘曲强度。 目前,国际上尚无利用完整年龄采样的恒星样本对翘曲强度进行详细分析的研究工作。 基本上,他们使用年龄替代物或粗略地划分两个恒星群体,并依赖于许多假设。 数千万条LAMOST光谱数据具有较为完整的恒星参数,如化学丰度、距离、年龄、视向速度等,为研究这一问题提供了极好的资源。
近日,云南大学博士后、LAMOST杰出青年研究员王海峰等人与北京大学张华伟研究员、西班牙研究员Martín López-Corredoira合作,利用LAMOST和Gaia调查数据从运动学角度构建合理的似然函数,并基于不同的依赖于任意假设的简化模型,清晰地发现了扭曲强度随着星族年龄的增加而不断减弱的特征,扭曲长期存在的特征星族非稳态的演化、翘曲节点角随年龄的稳定分布特性,基于上述分析,王海峰等人很有把握地揭示了翘曲结构起源于非引力过程。
这一结果显着促进了人们对翘曲起源的理解,并指出了Poggio等人最近发表的文章中翘曲模型和方法讨论中的缺陷。 在《自然天文学》中。 文章发表后,立刻得到了OGLE团队的祝贺。 意大利团队(Eloisa Poggio 和 Ronald Drimmel)也期待进一步讨论翘曲的起源。 审稿人指出,“这项工作是我们了解银河系盘面扭曲和起源的一步”。 向前迈出了新的一步。”
近年来,我们把对相空间所呈现的丰富的非对称振荡分布特征的研究统称为“星系震动学”。 基于前期工作,王海峰提出,这些复杂的不对称特征很可能是由星系内部和外部动力机制在统一动力分布函数的约束下共同作用造成的,并认为不对称不一定是耦合的。 。 同时,银河盘的星族结构(如数密度结构)也远比我们想象的复杂。 银盘的化学运动结构、形态、形成历史和长期演化特征将受到银河系中星系动力学过程的驱动或影响。 在此背景下,王海峰等人根据各种调查发布数据和理论模型,提出了统一银河盘结构和起源的计划:“绘制银河盘种群结构和半乳震学(MWDPSG)”,试图提供对未来的指导。 开发一个描述银盘不对称特征和恒星族结构动态分布函数的通用形式或框架。 目前的各种观测现象或理论模型可能是这个理论框架的一些特殊表现,翘曲就在这个框架内。 发挥着至关重要的作用。 然而,对翘曲的研究只是该计划的一小步。 未来,王海峰和他的合作者将在数据参数的精密度和准确性、样本统计分析、物理模型构建和创新等方面努力,以逐步实现获得完整的真实物理的理想。银盘上的图片。
该工作得到了国家重点研发计划“基于LAMOST巡天的星系研究”(2019YFA0405500-云达子项目)和华西师范大学天文系短期访问项目的支持。
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图 1:ESO510-13 星系的扭曲图。 左右两端都有翘曲的特征(图片取自网络)。
图2:银河曲速偏差高度或强度的演化图。 随着年龄的增加,强度明显降低,支持了扭曲源于非重力过程的结论。