中國天文學家利用郭守敬望遠鏡數據研究大樣本疏散星團的統計性質

上海天文台鐘靖副研究員、陳力研究員等人利用郭守敬望遠鏡數據和蓋亞（Gaia）太空望遠鏡數據，細緻研究了大樣本疏散星團的統計性質，發布了包含295個疏散星團的統計性質和8,811顆星團成員星的星表數據。該工作充分發揮了郭守敬望遠鏡巡天在大樣本光譜信息獲取方面的獨特優勢，發佈星表對於利用疏散星團統計性質研究銀河系化學、動力學演化，以及利用成員星光譜特徵研究特殊演化階段恆星的物理性質具有重要意義。

疏散星團廣泛分佈於銀盤上，擁有較寬的年齡譜（貫穿整個銀盤的形成歷史）和質量譜（從幾百上千到幾萬個太陽質量），長期以來一直被當作是研究銀盤恆星系統形成和演化的有效探針：無論是大樣本的統計性質，還是單個星團的內部特性，都將對銀河系結構和化學演化模型提供關鍵性約束。

由於銀河系疏散星團主要分佈在薄盤上，且大部分位於低銀緯區域，其前景及背景場星的污染都十分嚴重，成員星的可靠判定成為了製約大樣本疏散星團統計性質研究的主要因素。此外，由於恆星光譜信息相對於測光信息更加難以獲得，專門針對疏散星團成員星的光譜觀測極其有限，目前大部分疏散星團的統計性質中普遍缺乏來自於大樣本光譜數據的可靠視向速度和金屬豐度信息，從而大大製約了人們對疏散星團在銀盤上三維運動學的研究，以及以此為探針對銀河係金屬豐度梯度和化學演化模型的研究。

研究人員以蓋亞數據為基礎，以及郭守敬望遠鏡第五批公佈光譜數據進行了交叉比對，獲得了一個包含8,811顆星團成員星的郭守敬望遠鏡光譜星表；利用此星表，研究人員進一步研究並擬合了不同疏散星團成員星的視向速度和金屬豐度分佈，最終獲得了295個疏散星團包括位置、自行、視差、視向速度、金屬豐度、年齡、紅化、立體軌道參數在內的諸多統計性質，其中，59%的星團具有5顆以上視向速度成員星，38%的星團具有5顆以上金屬豐度成員星，30%星團為首次獲知視向速度和金屬豐度參數結果。

為了驗證郭守敬望遠鏡光譜參數結果的準確性，研究人員將基於郭守敬望遠鏡低分辨率光譜的星團參數結果和文獻中基於阿帕契點天文台銀河演化實驗（Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment，簡稱APOGEE）、蓋亞高分辨率光譜的星團參數結果進行了比較分析，發現視向速度的平均差值為每秒五公里，彌散每秒五至六公里。該結果顯示，相比高分辨率光譜的星團觀測結果，基於郭守敬望遠鏡第五批公佈數據得到的星團性質結果不但具有大樣本的統計優勢，而且也具有很高的可信度。

【圖：維基百科；文：節錄自中國科學院國家天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年6月16日出版的 arXiv 論文預印本網站