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

  • 习近平出席全国教育大会并发表重要讲话

  • 中国女队首夺“消防奥运会”冠军

独家策划

推荐阅读
10日,首批6辆身着轻薄碳纤维复合材料“外衣”的重载铁路货车缓缓驶出生产线,展现出轻量化智能化的“科技范”,标志着全球首批碳纤维复合材料轻量化重载铁路货车正式下线。
2024-09-11 04:25
近年来,随着深度神经网络技术特别是AI(人工智能)算法模型的出现,AI绘画加速发展。AI绘画是继CG绘画(计算机生成绘画,即在平面设计软件辅助下进行绘画)、DSE绘画(数字特效绘画,
2024-09-11 04:25
NGC 4278具有致密的对称射电喷流结构和相对较弱的射电辐射,但其甚高能伽马射线辐射效率却显著高于射电星系,与耀变体相当。
2024-09-11 09:57
记者10日从中国航天科技集团六院获悉,当天,该院165所铜川试验中心亚洲最大高空模拟试验台考台圆满成功。
2024-09-11 09:56
9日,中国科技评估与成果管理研究会、科技部科技评估中心联合中国科学技术信息研究所在2024浦江创新论坛上发布《中国科技成果转化年度报告(高等院校与科研院所篇)2023》和《中国科技成果转化年度报告(高等院校与科研院所篇)2024》。
2024-09-11 04:25
党的二十届三中全会强调,“完善扩大消费长效机制”。消费是满足人民对美好生活向往的直接体现,更是拉动经济增长的重要引擎。习近平总书记多次强调,“要增强消费能力,
2024-09-10 04:10
超慢速扩张洋中脊的岩浆是极度贫瘠还是丰富,一直以来都是困扰科学家的难题。传统观点认为,超慢速扩张洋中脊的岩浆供给极度贫瘠。然而,最新的研究成果颠覆了这一观点。
2024-09-10 10:23
传统制造业在数字化转型中常常难以找到满意的服务商,服务商有时也无法及时了解企业需求、取得企业信任。
2024-09-10 10:20
在广袤的黑土地上,吉林省正通过实施一系列保护性耕作技术,守护着“耕地中的大熊猫”。
2024-09-10 10:17
国家天然气基础设施互联互通重点工程——国家管网集团天津LNG(液化天然气)接收站二期项目9日正式投产。投产后天津LNG接收站正式迈入千万吨级LNG接收站行列,
2024-09-10 04:10
国家林草局动植物司司长王维胜介绍,我国本着统筹就地保护与迁地保护相结合的原则,启动北京、广州等国家植物园体系建设。
2024-09-09 10:16
与MCN一起打造出海内容繁荣生态。
2024-09-10 10:20
正是中国力量,让今天的中国铁路网覆盖全国99%的20万人口以上城市,高铁网覆盖96%的50万人口以上城市,成为现代化中国壮阔征程上的绚丽篇章。
2024-09-09 10:14
在科学教育的过程中,还需重视培养科学家精神和工匠精神,培养青少年在创新过程中的自信心。
2024-09-09 10:09
朱先生一生科研硕果累累,获奖20余项,发表论文210多篇,研究成果形成了五本专著。
2024-09-09 10:05
“两弹一星”精神是中国共产党领导中国人民在20世纪创造的宝贵精神财富,是爱国主义、集体主义、社会主义精神和科学精神的生动体现,成为支撑科研事业发展的不竭动力。
2024-09-09 09:58
通过三代核电自主化,中国正实现对国际最高水平的赶超,助力“双碳”目标实现。
2024-09-06 08:50
中国人民银行信贷市场司司长彭立峰给出一组亮眼数据:过去5年,我国科技型企业贷款的年均增速是20%,是贷款平均增速的近2倍。
2024-09-06 08:48
作为离地球较近且环境最相似的星球,火星一直是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。
2024-09-06 08:46
基于此成果,华大目前已联合香港理工大学,成立香港理工大学—华大·全球深海资源基因组学和合成生物学联合研究中心,实施进一步研发和产业化。
2024-09-06 08:45
加载更多