正在阅读: 来吧,和银河系的恒星一起做运动
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

来吧,和银河系的恒星一起做运动

来源:光明网2018-05-29 19:09

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

    来吧,和银河系的恒星一起做运动

    恒星在银河系盘面上不均匀地分布着,它们在不同半径处绕转银心运动时速度相差无几,但它们自身也有一定的随机运动。那这个随机运动有规可寻吗?科研人员利用郭守敬望远镜(LAMOST)和Gaia卫星的数据研究了这些恒星的物理机制。本期,我们特邀俞锦程博士后进行科学解读。

    在晴朗的夏夜,我们一抬头便可以望见一条银白色的带子挂在空中,因其似河,古人称之为银河,而西方人则称之为牛奶路(Milky Way)。这些不同的称谓也体现了彼时人们对银河的认识与猜测。

来吧,和银河系的恒星一起做运动

    图1. LAMOST上的银河拱桥 陈颖为拍摄

    人们对银河与宇宙的认识逐渐加深,时至今日,我们已知银河系包括了上千亿颗恒星,我们所在的太阳系就位于银河系中。

    银河系是个棒旋星系,其中央是个类似“棒”的结构,其外则是个“盘”,出了银河系中心区域,外围的大部分恒星都集中在薄薄的盘面上。银盘厚度约为1-2千秒差距,作为比较,银盘最远可以延伸至距离银心接近20千秒差距。

    恒星并非均匀地分布在银盘上,在某些区域会密集些,某些区域稀疏些,这些密集的区域宛如一条条的旋臂,而旋臂结构的出现又深刻影响了银盘的运动学性质。

来吧,和银河系的恒星一起做运动

    图2. 银河系结构(示意图)

    尽管银盘上的恒星在盘面上分布并不均匀,但是它们都以一个相对恒定的速度绕着银河系中心旋转,即使距离银心不同半径处的速度也都相差无几。而各个恒星或多或少地偏离这个绕转速度,有些恒星运动得更剧烈,而有些恒星则显得比较平静。因此,盘上的恒星除了一个整体的绕转运动,还表现出一定的随机运动。

    那么,恒星偏离整体绕转速度是完全随机、无规律的吗?年轻人好动,老年人好静,然而,这些恒星的表现恰恰相反。天文观测表明,盘上恒星的随机运动强弱随着年龄的增加而增加。

    有些科学家通过比对其它年轻的星系,认为银河系早期盘上的气体湍动更强,此时形成的恒星“继承”了气体分子的剧烈的随机运动,也显得更“好动”;而年轻的恒星形成之时,盘上气体的湍动较小,它们的运动显得更为整齐划一。

    而更多科学家认为,不同年龄的恒星在形成之时,具有相似程度的随机运动,它们的差异是由动力学效应造成的。

来吧,和银河系的恒星一起做运动

    图3. 恒星在分子云中形成时的随机运动(示意图)π 绘制

    天文学家发现银盘上的旋臂以及银盘附近的巨分子云会显著地增强盘上恒星的随机运动。可以想见,年老的恒星经历了更长时间与旋臂和巨分子云的相互作用,它们的随机运动得以大大增强,而年轻恒星更多保留了它们出生时的印记。

来吧,和银河系的恒星一起做运动

    图4. 不同年龄恒星的随机运动(示意图)π 绘制

    天文学家通常把恒星的随机运动类比为气体的热运动,恒星随机运动越强,代表它们越“热”,因此,人们也把这个动力学效应称为银盘的加热机制。

    验证这些想法很自然的手段就是直接分析不同年龄恒星的随机运动情况。然而,这些好动的恒星在地球上看来却几乎是恒定不动的,即使借助普通的望远镜,我们能得到的速度也有很大的误差。

    国家天文台的研究人员借助LAMOST和Gaia卫星的数据,精确地计算出了恒星的速度,从而分析出了不同年龄恒星的随机运动的强弱。他们的结果很符合银盘的加热机制,也验证了大部分科学家的观点。而随着Gaia的进一步观测,我们相信,更多关于银河系结构与演化的奥秘会逐步得以解开。

    作者简介:

    俞锦程于2012年获得中国科学院上海天文台博士学位,2012至2016年期间在智利天主教大学从事博士后工作,2016年成为国家天文台LAMOST冠名博士后。他的主要研究方向为星团的动力学演化以及银河系结构与演化。

    本期编辑:邵婷

    论文来源:https://arxiv.org/abs/1712.03965

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 探访米兰-科尔蒂纳冬奥会主媒体中心

  • 冰雪消费助力冬日经济“热”起来

独家策划

推荐阅读
“相对拥有百年历史的《科学》,《工程》才走过第一个十年。未来十年,我们要争取与世界顶级刊群比肩。”周济表示,这条路需要时间,以及学术评价观念、出版生态与国际化运营能力的协同推进。
2026-01-29 02:45
工业和信息化部28日公布,2025年,我国通信业实现平稳增长,产业结构持续优化,用户规模实现量质双升,5G、千兆等新型信息基础设施建设加快部署。
2026-01-29 02:55
中国科学院物理研究所近日发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》(以下简称“报告”),这是国际上首份针对高温超导带材发展的系统性战略报告。
2026-01-29 02:55
2025年,山东省实现地区生产总值10.3万亿元,比上年增长5.5%。亮眼的成绩单,离不开创新动能持续发力。齐鲁大地上,科技创新和产业创新融合发展成果正在厚积薄发,新质生产力加速崛起,转型动能持续增强,高水平创新型省份建设的目标正在逐步实现,向着“十五五”征程稳步进发。
2026-01-29 02:45
近期,多家外国科技公司宣布计划将人工智能及数据中心送往太空,引发了科技界的热烈讨论。这一看似在科幻电影中才会发生的场景,已逐步从设想转变为现实。
2026-01-29 02:55
手机厂商将投入更多精力,通过形态变革、差异化外观设计、联名合作等,更好地满足用户的情绪价值需求,激发消费者购买欲望。
2026-01-29 09:02
截至2025年底,全国累计发电装机容量38.9亿千瓦,同比增长16.1%。2025年,风电光伏累计装机历史性超过火电,截至12月底已超出约3亿千瓦。
2026-01-29 09:01
1月27日上午,中国科学院大学星际航行学院揭牌仪式在中国科学院与“两弹一星”纪念馆举行,标志着该学院正式成立。从“东方红一号”划破天际到“祝融号”漫步火星,中国人的航天梦从未停止。
2026-01-28 02:45
2025年,我国区域科技创新布局更加优化,三大国际科技创新中心建设进入新阶段,区域科技创新中心建设取得新成效。
2026-01-28 02:45
打破产业间的壁垒,鼓励跨领域、跨行业的融合探索,推动资源要素的自由流动与高效配置,不仅能盘活存量资源、激发增量活力,更能催生具有引领性的新产业、新模式、新动能。
2026-01-28 02:45
合肥是儿童文学作家许诺晨的家乡。合肥科学岛,是她所拥有的一座得天独厚的科学和科幻题材的“硬核基地”,由她来写量子少年这个题材,可谓“近水楼台”。《量子女孩》(中国少年儿童新闻出版总社2025年12月出版)是她献给“量子新城”合肥的一部“家乡书”。
2026-01-28 02:55
北京火箭大街展示与运控中心作为商业航天测运控中心、商业航天公共服务平台的空间载体,将为企业提供卫星运控服务和交流推介平台。
2026-01-28 09:15
水稻耐不耐旱,和叶子的厚实程度相关,这是由什么因素决定的?日前,中国农业科学院作物科学研究所水稻分子设计技术与应用创新团队发现,水稻基因组中的三个耐旱基因可以“团队作战”,
2026-01-27 02:50
年轻人享受便利的同时,关注新的变化:智能穿戴设备是否正在塑造一个充满数据和规定的生活方式?“贴身伙伴”的出现改变了生活,人们同自己身体、同生活本身的关系,是不是也在变?
2026-01-27 03:15
商业航天是培育新质生产力、建设航天强国的重要力量。面对全球商业航天竞争日趋激烈的态势,中国商业航天亟须推动产业从“政策驱动”转向“市场驱动”。
2026-01-27 09:18
云南大学研究团队日前在国际学术期刊《自然》发表了关于早期脊椎动物视觉系统演化的研究成果,首次揭示了早期脊椎动物具有4只相机型眼,
2026-01-27 02:50
黄宣谕在《当代中国史研究》2025年第6期撰文指出,1949—1958年,基于工作重心转移与科普力量分布状况,党和政府重点在大中城市开展科普工作。
2026-01-28 02:55
印度东部西孟加拉邦近期出现尼帕病毒感染病例,目前已报告5例确诊病例,其中一名患者病情危重。泰国、尼泊尔等国已在机场和边境口岸加强防疫检测。尼帕病毒是一种新出现病毒吗?它有哪些特点?为何印度暴发的尼帕病毒疫情引起多国高度关注?
2026-01-27 03:15
科学家精神在我国科技发展事业中萌芽、生成、丰富、完善,成为兼具历史传承性、文化包容性与民族独特性的精神标识,不仅教育引导各类人才矢志爱国奋斗、锐意开拓创新,更是拔尖创新人才成长的精神旗帜与动力源泉。
2026-01-27 03:15
1月26日,将迎来腊八。一些细心的公众发现,相较于前些年,今年腊八来得有些晚。
2026-01-26 09:59
加载更多