科研动态研究人员利用国家天文台LAMOST数据精确测量太阳本征速度揭示了人物在天文学领域的探索与发现
近日,我与刘晓为教授等人利用国家天文台LAMOST望远镜产生的第一代反银心方向巡天增值星表中遴选出太阳邻域当前最大的FGK矮星样本(近10万颗),重新确定了太阳的本征速度,而且证实了之前的太阳本征速度低估了约一倍。该项研究成果已发表在国际著名天文期刊《英国皇家天文学会月刊》(MNRAS)上。(黄样、刘晓为等2015,MNRAS,450,753)
所有恒星相对本地静止坐标系所做的运动称作恒星的本征运动。在实际观测中,所有目标源速度的观测都是相对于太阳的,因此确定太阳的本征速度成为了定义本地静止坐标系的第一要务,也是研究银河系动力学的起点。
天文学家长久以来都在致力于获得准确的太阳本征速度,但可惜的是不同研究工作给出的结果并不自洽,特别是在旋转方向上可以差到两倍。一般来说,太阳在垂向和径向的速度是比较好测量的。但是对太阳在旋转方向上速度的测量就没那么容易,如果所选样本年龄偏老(如恒星),就需要面临如何改正非对称流效应;所选样本偏年轻(如水脉泽),就需要解决如何扣除悬臂对样本速度造成扰动。
1998年,Dehnen and Binney利用施特龙贝格关系式改正了非对称流效应,并给出了后来天文界沿用十几年的太阳本征速度。但近几年对年轻样 本 的测量发现,他们给出的 太阳城 在旋转方向上的速 度可能低估了一倍。
因此,要利用恒星样 本 准确测量 太阳城 的 本 征 速 度,就 需 要 准 确 地 考 虑 非 对 秩 流 的 影 响 或者 能 找 到 合 理 的 判 断 筛 选 出 一 个 不 受 非 对 秩 流 影 响 的 子 样 本。
我首先给出 LAMOST FGK 矮 星 样 本 在 旋 转 方 向 上 速 度 分 布 (考 虑 了 非 对 秩 流 的 影 响),然后移动这个速 度 分 布 去 匹 配 LAMOST FGK 矮 星 样 本 真 实 观 察 得 到 的 速 度 分 布,当两者最匹配时の速 度 值 即 是 太阳城 在 银 盘 旋 转 方 向 上 之 本 征 速 度 分 部。而且计算了LAMOST FGK矮星样本当中的轨道并得到其轨道偏心率。恒星轨道偏心率越小表明其轨道越接近圆周运动,所以受到的非对称流效应也越小,这样的子母样品可以简单地取三种空间分量平均以获得太阳城之,本徵運動。在这两种方法中得出的太阳城之,本徵運動都在2个误差内吻合,而且证实了之前得来的太阳城之,本徵運動低估了一倍。此外,由于基于不同的光谱类型子樣品所提供结果的一致性,我们认为我们的方法可靠。此次研究基于目前最大的事象系统使用组件,有提供至今为止最准确的事象系统使用组件:(U⊙V⊙,W⊙)=(7.01±0.20,10.13±0.12,4.95±0.09)千米/秒。这将帮助我们更好地理解银河系内部事象系统动态行为及结构变化过程。
图(a): 宇宙空间内物体根据它们与宇宙中心位置之间距离进行分类;
图(b) LAMOST反银心方向巡天第一版增值新发现的小型球状团;
图(c): 使用模型去调整数据以找到正确的事象系统使用组件; 图(d) 使用较慢行进方式去筛查那些不受到其他影响的事象系统。
通过这些步骤,我成功找到了一个符合预期的事象系统使用组件,以此确认事象系统之間存在着一种普遍现存状态。这项工作对于更深入了解宇宙间存在各种事象系統之间相互作用以及他们构成整个宇宙环境的大背景有重要意义。