我國科學(xué)家證實銀河系反銀心子結(jié)構(gòu)起源于銀盤 結(jié)束爭議

這一發(fā)現(xiàn)終結(jié)了星波蕩漾銀河的又一爭論。

5月8日，記者從中國科學(xué)院國家天文臺獲悉，來自該臺與西華師范大學(xué)等單位的研究人員，利用郭守鏡望遠(yuǎn)鏡(LAMOST)和“蓋亞”衛(wèi)星(Gaia)數(shù)據(jù)，對位于銀河系反銀心的麒麟座星環(huán)、三角座—仙女座星流和A13等子結(jié)構(gòu)的起源開展研究，發(fā)現(xiàn)銀河系反銀心子結(jié)構(gòu)并不是被銀河系吸積的矮星系的遺跡，而是銀河系外盤的一部分。該結(jié)論結(jié)束了天文界長期以來關(guān)于反銀心子結(jié)構(gòu)起源的爭議。相關(guān)研究成果發(fā)表于《天體物理學(xué)報》。

顧名思義，所謂反銀心是指銀河系內(nèi)和銀心方向相反的區(qū)域。天文學(xué)家對于反銀心子結(jié)構(gòu)的研究如同星空旅行，從銀心出發(fā)，輻射狀撒網(wǎng)，一路尋找萬千星辰綻放的“結(jié)構(gòu)花”。

目前，天文學(xué)家在銀河系反銀心方向上已經(jīng)尋找到的子結(jié)構(gòu)有北近結(jié)構(gòu)、南中結(jié)構(gòu)、麒麟座星環(huán)、A13以及三角座—仙女座星流。這些子結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外，從3.9萬光年到9.8萬光年依次排列，共同構(gòu)成了反銀心方向上獨特的風(fēng)景線。不僅如此，這些恒星子結(jié)構(gòu)還交替出現(xiàn)在銀盤的南北兩側(cè)，勾勒出銀盤近似波浪狀起伏的優(yōu)美姿態(tài)。

同時，這些子結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)也讓天文學(xué)家重新認(rèn)識了我們的銀河。它并不是傳統(tǒng)認(rèn)知的光滑扁平盤，而是一條星波蕩漾的不安分星河。“但這些反銀心子結(jié)構(gòu)到底起源于哪里?天文學(xué)家對此一直爭論不休。”中科院國家天文臺研究員薛香香說。

研究人員利用LAMOST在銀河系反銀心觀測到的大樣本數(shù)據(jù)優(yōu)勢，結(jié)合“蓋亞”DR2的高精度自行數(shù)據(jù)，搜尋到589顆來自麒麟座星環(huán)、三角座—仙女座星流和A13結(jié)構(gòu)的成員星。“這是目前最大的反銀心子結(jié)構(gòu)成員星樣本。”西華師范大學(xué)物理與空間科學(xué)學(xué)院副教授李靜說。

與其他旋渦星系一樣，銀盤被認(rèn)為由薄盤和厚盤兩部分組成。研究人員將這些成員星樣本的化學(xué)元素含量、運動特征以及能量角動量分布與銀盤進行“親子鑒定”，驚喜地發(fā)現(xiàn)，這些成員星與銀盤擁有相似的近圓形運動軌道。金屬豐度與厚盤星相似，這都證明這些子結(jié)構(gòu)成員星可能來自銀盤厚盤。

進一步驗證發(fā)現(xiàn)，這些子結(jié)構(gòu)成員星的α元素豐度明顯低于厚盤。對此，李靜解釋道，這是由于目前銀河系外盤依然存在很多冷氣體，相對于內(nèi)盤，分子云密度低，恒星形成速度慢，化學(xué)元素的金屬豐度增加也不充分，因此α元素豐度比厚盤星要低。

“從運動特征和化學(xué)DNA鑒定，我們推測這些子結(jié)構(gòu)成員星應(yīng)該屬于低α豐度貧金屬外盤星，這也就意味著這些反銀心子結(jié)構(gòu)起源于銀盤。”薛香香說。

同時，這些子結(jié)構(gòu)分布于距離銀河系中心3.9萬光年到9.78萬光年的范圍，這也論證了離銀心9.78萬光年處仍然存在外盤成分。

這一結(jié)論佐證了銀盤的半徑至少有9.78萬光年，是最早人們認(rèn)識的經(jīng)典盤尺度的兩倍，這與2018年基于LAMOST數(shù)據(jù)取得的研究成果，將銀河系從“二環(huán)”擴建到“五環(huán)”的結(jié)論相吻合。

李靜表示，這項研究證實了銀河系反銀心子結(jié)構(gòu)起源于銀盤，也證實了麒麟座星環(huán)、A13、三角座—仙女座星云是銀河系外盤一部分的觀點是正確的，終結(jié)了天文界長期以來關(guān)于反銀心子結(jié)構(gòu)起源的爭議。(記者 陸成寬)

關(guān)鍵詞： 銀河系 反銀心子結(jié)構(gòu) 銀盤