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

  • 习近平为出席亚冬会开幕式国际贵宾举行欢迎宴会

  • 习近平会见巴赫

独家策划

推荐阅读
很多人说睡前吃宵夜不好,最常说的理由就是会长胖。其实,长胖跟吃夜宵本身并没有很大关系。
2025-02-08 10:16
冬日暖阳下,搭乘摇橹船泛舟浙江杭州西溪国家湿地公园,水道如巷,河汊如网,如入画境。
2025-02-08 10:14
该研究团队就如何度量全球尺度土壤水分站点空间代表性、如何表述地面的复杂性、这种复杂性又如何影响站点的代表性三个方面展开了研究。他们提出了新指标“站点相似面积比”,该新指标的优势在于不仅考虑了卫星像素内环境因素的空间异质性,还考虑了站点的下垫面情况。
2025-02-08 10:04
在山东省邹城市,有着百年传承历史的非遗——火虎表演,也以全新面貌迎接申遗成功后的首个春节。”春节期间,天津游客孙先生来到河南省开封府景区,沉浸式体验开封市首个全息侦探剧目《闸口盘车案》表演。
2025-02-08 09:58
托卡马克最初是由苏联库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的,是一种利用磁场约束带电粒子来实现可控核聚变的环形容器。
2025-02-08 09:22
踩着“咯吱、咯吱”作响的积雪深一脚浅一脚地前行,时不时俯下身子仔细查看。大年初三中午,塔里木油田油气运销部管道工程师胡毅正和同事沿着线路做检查。
2025-02-07 09:29
云南省丽江市玉龙纳西族自治县太安乡,海拔2827米,中国科学院空天信息创新研究院西南丽江卫星数据接收站(以下简称丽江站)就坐落于此。唐梦月之前一直在北京密云卫星数据接收站工作,2023年7月,他主动请缨支援建设,从北京来到了丽江。
2025-02-07 10:07
记者从全国林业和草原工作视频会议上获悉:2024年我国完成国土绿化任务超1亿亩,包括造林6669万亩、种草改良4836万亩,其中,治理沙化石漠化土地3683万亩。
2025-02-07 10:04
此地坐落着我国单体容量最大的“沙戈荒”光伏项目——中国绿发集团所属新疆中绿电技术有限公司(以下简称“新疆中绿电”)若羌400万千瓦光伏项目。春节假期,担任新疆中绿电若羌区域运检中心副经理的郭晓阳,选择坚守在项目现场。
2025-02-07 09:59
6日,记者从中国科学技术大学了解到,该校陈维教授课题组首次提出一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略,能够同时实现废旧锂离子电池正极材料中的锂资源回收和工业尾气中氮氧化物污染物的捕获和转化。
2025-02-07 09:58
构建“教育-认证-就业-成长”的全链条生态,让每个飞手都能找到属于自己的“升空航道”。
2025-02-06 14:23
松下的重组绝非简单的业务收缩,而是日本制造业在数字经济时代的一次战略校准。
2025-02-06 13:20
该奖项是国际卒中领域临床医学的最高奖,设立34年以来,这是亚洲科学家第一次获奖。
2025-02-07 09:52
西湖大学未来产业研究中心、工学院王睿团队在钙钛矿/铜铟镓硒叠层太阳电池领域取得重要成果。
2025-02-06 09:20
不能否认,关键核心技术“卡脖子”问题仍未解决,笔者在调研中也发现,解决“卡脖子”问题,需要把握好几个关系。
2025-02-06 09:23
我们知道,光速是人类已知的速度极限。1秒时间里,光可以穿越30万千米,相当于绕地球赤道7圈半;而在1阿秒内,光只能传播0.3纳米的距离,大概相当于一两个硅原子的长度。
2025-02-06 09:22
借助高时间分辨率的观测数据,研究团队确认了合声波的局部生成是由电子运动引起的,并量化了波与电子之间的能量转移速率。”  谈及未来的研究计划,刘成明说:“团队将继续深入探索合声波背后的非线性机制,特别是其普遍性和作用条件。
2025-02-06 09:49
加拿大Xanadu量子技术公司开发出全球首台可扩展光量子计算机原型。研究人员指出,数千个这样的单元可以通过光纤电缆连接,从而创建具有巨大处理能力的大型量子计算机。为了验证这一理念,研究人员构建了一个由四个服务器机架组成的原型系统。
2025-02-06 09:35
毋庸讳言,当下中国科技产业正面临双重压力:一边是西方技术封锁不断加码,另一边是AI、量子计算等新赛道竞争白热化。而今,创新的火炬已经点燃,当点点星火汇聚成璀璨星河,声声号角激荡起创新浪潮,当信心之帆迎风鼓满,东方大国必将驶向科技强国的星辰大海。
2025-02-06 09:29
近日,农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物创新团队与日本科学家合作发现了一种合作共赢的菌群互作模式。
2025-02-05 09:23
加载更多