中國天文學家利用郭守敬望遠鏡數據證實銀河系結構中存在富金屬暈和高速厚盤


中國科學院大學天文與空間科學學院研究生閆業鵬和導師杜翠花副教授以及合作者利用郭守敬望遠鏡和阿帕奇點天文台銀河演化實驗星表(Apache Point Observatory Galactic Evolution Experiment,簡稱 APOGEE)數據,結合歐洲太空總署蓋亞(Gaia)天體測量數據,提供在銀河系中富金屬暈和高速厚盤存在的證據,揭露它們的化學和運動學性質,並討論了它們可能的形成機制。

富金屬暈星與厚盤星有相近的金屬豐度,卻擁有暈星的運動學性質。高速厚盤星具有與經典厚盤相同的旋轉速度和金屬豐度分佈,並且與經典厚盤具有基本相同的動力學性質,但它們在運動學分佈中與暈星的位置相同。

通過選擇相對總速度大於每秒220公里的恆星作為研究樣本星,研究人員統計了這些恆星的旋轉速度分佈和金屬豐度分佈,結果顯示富金屬暈星的旋轉速度、軌道偏心率、在軌道能量角動量圖中的位置與經典暈星基本一致,但它們的金屬豐度分佈與厚盤星相近。絕大部分的高速厚盤星位於近鄰處,它們的平均金屬豐度比富金屬暈星更富,內暈中包含非常少的富金屬暈星和高速厚盤星。此外,高速厚盤星存在一個比經典厚盤更陡峭的旋轉速度-金屬豐度梯度,而富金屬暈的旋轉速度-金屬豐度梯度比經典厚盤更平緩。它們的化學、運動學性質以及年齡表明高速厚盤和富金屬暈真實存在,而且它們可能是在原位形成的。

這個研究更新了目前的銀河系結構組成分量,同時也證明銀河系的形成機制要比預先估計的複雜得多。

【圖、文:節錄自中國科學院國家天文台2020年1月7日新聞公佈;新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在2020年11月11日出版的《天體物理學報》

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