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科研动态

科研人员基于LAMOST-Gaia数据对银盘恒星动力学演化的研究

发表日期:2021-02-26来源:放大 缩小

  近期,国家天文台武雅倩助理研究员等人基于LAMOSTGaia数据,计算了LAMOST数据中64万红巨星样本的运动学参数,分析了它们的年龄与运动学参数以及轨道参数的关系。并基于此对银河系薄盘和厚盘中恒星的金属丰度与运动学参数的关系给出了进一步验证与限制。 

  银盘化学动力学性质随时间的演化研究是天文学家长期以来的研究热点,对于理解星系盘的形成和演化历史具有重要意义。银河系盘结构被认为具有薄盘和厚盘两个组成部分。在化学丰度研究中,厚盘星比薄盘星的金属丰度[Fe/H]含量更贫,[α/Fe]含量更富一些,平均增丰程度超过0.2 dex;在运动学研究中,厚盘星较薄盘星的速度弥散和轨道偏心率更大;在年龄的研究中,厚盘星形成于银河系早期,因而比薄盘星更年老。然而,我们对于银河系薄盘和厚盘的形成问题以及金属丰度梯度问题等还存在很大不确定性,造成这些不确定性的原因主要是银盘自身的演化,即不同年龄的恒星本身具有不同的空间结构。 

  2019年,武雅倩等人从LAMOST数据中筛选出64万红巨星,并精确获取了它们的年龄和质量信息,为进一步理解星族合成和银河系演化历史提供了重要样本。最新成果中,武雅倩等人继续将这些红巨星样本与Gaia DR2的数据交叉,计算了它们的运动学参数,描绘出LAMOST-Gaia银盘恒星的三维速度、弥散、偏度等参数在年龄-金属丰度空间以及R-Z位置空间的变化,同时讨论了恒星的迁移对薄盘恒星的影响。最终发现在年龄-金属丰度空间,年轻的富金属恒星和年老的贫金属恒星的角动量分布区别很大。这些区别与化学空间区分薄盘和厚盘恒星是一致的。结果也证明了银河系是由两个特征明显的薄盘序列和厚盘序列组成。 

  在此基础上,研究团队还揭示了很多已被发现的子结构:(1)首先确认了在径向速度方向上的南北不对称结构,同时当R大于10kpc处,在垂向速度和旋转速度方向上也能看到南北不对称结构,这可能是外盘翘曲结构导致。并发现在所有的年龄区间都能看到这个不对称结构;(2)在R11kpcZ0.5kpc附近,径向速度有一团速度比较高的恒星,这个结构对于年轻的恒星更加明显;(3)在R12kpcZ0kpc附近,他们还发现了一个新的子结构,这个结构可能与银河系旋臂的动力学有关,其来源还需后续进一步的研究。 

  通过计算分析这个红巨星样本的轨道参数,他们还发现样本中的厚盘星大部分出生于内盘,主要通过较高的离心运动到达目前的位置。薄盘恒星的轨道离心率比较低,它们的运动主要是靠径向迁移而完成。 

  文章链接:https://academic.oup.com/mnras/article/501/4/4917/6104314 

 

  样本在R-Z空间的分布图,颜色分别表示径向速度和角动量空间的平均值(左图),弥散(中间图),偏度(右图),AB代表外盘的两个子结构。 

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