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

  • 东博会迎来公众开放日

  • 2026世界制造业大会在合肥开幕

独家策划

推荐阅读
2026科普中国智库论坛暨第三十二届全国科普理论研讨会
2026-09-21 17:29
棘皮动物辐射对称,具钙化骨骼和管足;半索动物两侧对称,身体柔软并保留鳃裂。由此推论,步带动物两个门类的共同祖先并非此前推测的无触手蠕虫状动物,实际上部分类群已经具有较为发达的滤食附肢。
2026-09-21 09:23
弘扬科学家精神,既要有庄重的纪念,也需要在生活中讲好具体的、鲜活的人和故事。
2026-09-21 09:18
20日,在由中国科普研究所主办的2026科普中国智库论坛暨第三十二届科普理论研讨会上,数项新成果——《国家科普能力发展报告(2024—2025)》、《中国公民科学素质报告(2025—2026)》、《科普服务高质量发展智库报告》、《鼎新致远:科普服务高质量发展的实践探索》、“科普人才培养丛书”及《中国科幻发展年鉴2026》发布。
2026-09-21 09:16
北京大学第三医院运动医学科副主任医师刘振龙对此给出了一个基本判断:“AI+医生”人机协作模式的探索,将进一步推动AI技术与专业医疗服务的融合创新。今年5月,复旦大学附属中山医院“胸部一扫多查智能体”落地应用,处理病例已超250万例。
2026-09-21 09:15
记者20日从科技部获悉,2025年度全国科普统计数据显示,我国科普经费投入稳健增长,公共财政投入发挥引领作用,2025年全国科普工作经费筹集额达243.98亿元,比2024年增长9.8%。
2026-09-21 09:08
工业和信息化部近期印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,提出到2030年,全面建成覆盖完善、性能领先的新一代通信网,为到2035年基本实现信息通信行业现代化奠定坚实基础。新一代通信网是以6G为代表的下一代通信基础设施,是通信、感知、计算、智能深度融合的全新网络形态。
2026-09-20 09:30
2026海洋合作发展论坛日前在山东青岛举办。论坛上发布的《中国海洋发展指数报告2026》显示,2025年中国海洋发展指数为132.3,比上年增长2.5%,海洋经济高质量发展稳步推进,海洋强国建设取得新成效。
2026-09-20 02:25
工业和信息化部、国家发展改革委等十部门18日发布《医药工业发展“十五五”规划》。规划提出,到2030年,生物医药研发应用稳居世界前列,创新驱动效能充分释放,重点领域关键核心技术实现系统性突破。
2026-09-20 02:35
赛场空域,细如发丝的光纤从指尖牵向无人机,操控手屏息凝神,稳稳控住摇杆,指尖稍一晃动,任务成败便在毫厘之间。湖畔的测试区域,学生们手握遥控器,操控自研履带车沿着岸边缓缓“散步”,在低速行进中认真打磨每一处细节。
2026-09-20 02:25
望宇登月服研制工作已攻克数十项关键技术。
2026-09-20 09:26
学术专著《医学传播学通论》由上海科技教育出版社正式出版。
2026-09-18 20:52
近期,我国北方多地进入秋季花粉高峰期。秋季致敏花粉主要来自蒿属、葎草属、豚草属、藜科、苋科等草本植物。这些植物的花并不显眼,却能产生数量庞大的花粉。
2026-09-18 10:20
一个月球上新形成的陨石坑,让研究人员有机会了解这颗离我们最近的天体的复杂地质构造。该陨石坑由发生在2024年的一次小行星撞击形成,直径约为222米,是迄今人们亲眼观测到形成过程的最大陨石坑。
2026-09-18 10:24
近日,依托中国天眼(FAST)探测数据,中国科学院国家天文台研究员韩金林领衔的FAST银道面脉冲星巡天团队发现一个轨道周期极短、目前已知总质量最轻的双中子星系统。
2026-09-18 10:23
9月17日,海南首台“华龙一号”核电机组——华能昌江核电二期项目3号机组正式投产商运。
2026-09-18 10:18
近日,农业农村部印发《全国种植业发展“十五五”规划》,明确到2030年,我国粮食综合生产能力稳步提升,守牢谷物基本自给、口粮绝对安全底线。
2026-09-18 10:17
揭秘极限制造背后的“宁德品质”
2026-09-17 11:48
在中国工程院院士张献龙带领下,华中农业大学教授王茂军课题组发现“三维基因组结构是传统DNA序列变异之外可供作物改良利用的新型靶标”,并在此基础上破译了棉花遗传的“空间折叠密码”,为拓展现有栽培棉的遗传多样性提供了新方向。
2026-09-17 09:41
近日,陈松林团队成功构建全球首个海洋硬骨鱼类综合功能与进化基因组数据库MFDB,首次系统整合了来自85种海洋硬骨鱼的89个染色体水平基因组数据。
2026-09-17 09:42
加载更多