点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

来源:光明网2021-06-16 11:01

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  移动星群没有星团的凝聚力,也没有星流的宏伟壮观,可能只是宇宙中短暂的过客,但是它的存在可以揭示银河系动力学演化历史。

  顾名思义,移动星群是具有相似运动的一群恒星。虽然一起运动,但是它们在空间位置可能并不相邻。早在1869年天文学家就在太阳邻近区域发现了两个明显的移动星群,然而移动星群概念是在20世纪60年代由美国天文学家艾根(Olin J. Eggen)提出的。

  艾根发现了一些空间位置弥散的恒星具有相似运动,而且运动速度和一些星团很接近,于是他们就主观的认为这些恒星是从星团“逃”出来的。他们称这些恒星为移动星群,并且依据和他们速度相近的星团或者恒星的名字命名。比如著名的Hyades移动星群、Sirius移动星群、大角星群等等。

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

图1. Hyades星团 (图源:使用Gaia Sky创建,ESA / GAIA / DPAC , CC BY - SA 3.0 )

  自那以后,天文学家们对移动星群产生了浓厚的兴趣。20世纪90年代中期,欧洲航天局的依巴谷卫星发布了高精度的天体测量数据,移动星群的研究进入了一个新时代,陆续发现了一大批新的移动星群候选体。

  2009年,国家天文台赵景昆等人利用14000多颗矮星和6000多颗巨星组成的样本,发现了22个移动星群候选体,在当时被评价为最完备的移动星群样本(AN,334,756)。

  随着研究的深入,天文学家越来越质疑艾根的观点,他们发现绝大部分移动星群和星团并没有本质的关联。组成移动星群的成员星的年龄以及金属丰度并不一致,弥散远远大于测量误差,不是诞生于同一分子云。

  后来经过不断的探索,一些移动星群被证实和银河系中心棒以及旋臂有关,中心棒的共振以及银河系的旋臂会促使一些恒星聚集,从而形成移动星群,相应的动力学模拟工作也逐渐开展起来。

  随着SDSS、RAVE、LAMOST以及Gaia巡天数据的释放,移动星群的研究取得了更大的进展,更多的移动星群被发现,并且将其研究从太阳近邻扩展到更远的地方。

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

图2:LAMOST望远镜和欧洲空间局的Gaia卫星(图源:LAMOST运行和发展中心)。

  特别是利用Gaia的数据提供精确的天测数据,在太阳近邻发现绝大部分的移动星群位于一些较大弧状结构之上(图3),是这些弧状结构的重要组成部分。

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

图3. 太阳近邻的移动星群分布,加号表示发现的移动星群,带圆的加号表示可信度高的移动星群 (图源:A&A, 619, A72)

  移动星群的表象是很一致的,就是一群一起运动的恒星,但是导致它们一起运动的机制是错综复杂的。它们的产生机制主要有三种,第一种是银河系中心棒以及旋臂的非轴对称引力势导致的,第二种是并合事件扰动导致的相空间混合会促使一些恒星一起运动,最后一种就是潮汐流经过演化后恒星仍然保持相似的运动,这些移动星群可能是星团或者矮星系潮汐流的一部分。

  目前很多移动星群的形成机制仍然存在争议。达成共识的有Hercules这个移动星群,被认为是银河系中心棒的外林德布拉德共振导致的。另外几个著名的Sirius、Hyades、Pleiades、Wolf 630、γLeo等移动星群可能是第一、第二种机制共同作用导致的。为了还原它们的形成,需要更加精细可靠的数值模拟。

  厚盘的移动星群主要有两个,AF06和大角星群,这两个刚发现的时候根据他们的运动学信息认为是被银河系吸积矮星系的残骸,后来经过对他们年龄以及化学丰度分析,证实了它们的成员星是银河系本地产生的。银晕中的移动星群有的来自于矮星系的吸积遗迹,也有的是并合事件的扰动产生的,可以通过化学丰度以及轨道模拟来追溯它们的起源。

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

图4. LAMOST郭守敬望远镜 (图源:孔啸)

  我国自主创新研制的国家重大科技基础设施、目前世界上光谱获取率最高的LAMOST已经发布了千万量级的天体光谱。

  从LAMOST DR1到DR5,赵景昆等人发现了一系列的新的移动星群:

  利用DR1和DR2数据在晕中发现了7个新的移动星群;

  利用LAMOST DR3和Gaia DR1的TGAS数据,在银盘发现了4个新的移动星群,这4个后来均被Gaia DR2数据进行了证实;

  利用Gaia DR5数据,在本地旋臂发现了一个新的移动星群,提供了旋臂密度波驱使恒星聚集的证据。

  对于新发现的LAMOST-N1移动星群,他们利用SUBARU望远镜进行了后继观测,得到了6颗成员星的11种化学元素的丰度,分析了它们的丰度模式。发现这个星流成员星的[α/Fe]比相同金属丰度的银河系场星平均低0.1dex(图5左), 和Nissen 的低α晕星(图5中的紫色棱形,被认为来自于银河系对矮星系的吸积)分布较一致。

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

移动星群——宇宙过客揭示银河系动力学演化历史

图5. [α/Fe]和[Ba/Y]丰度模式。红色矩形框表示LAMOST-N1的成员星,小黑点表示银河系的场星,三角代表矮星系的成员星,绿色棱形表示Nissen厚盘星族,蓝色棱形表示Nissen高α晕族恒星,紫色棱形表示Nissen低α晕族恒星 (图源:ApJ, 868, 105 )

  中子俘获元素[Ba/Y]比银河系场星高0.2dex(图5右),铁族元素Cr丰度比银河系场星偏低约0.15dex,这些观测结果表明LAMOST-N1的化学属性和银河系有明显的不同,可能来自于来外部系统。

  由于LAMOST-N1的丰度模式和目前已知的典型的矮星系的丰度模式也不完全一致,它的前身可能来自于一个较大的矮星系或者较早被吸积的矮星系。

  移动星群的研究虽然取得了较大进展,但是仍然存在一些悬而未决的问题,高精度的模拟和精确的化学丰度可以帮助我们更好的理解它们的形成以及演化。

  作者简介:赵景昆,国家天文台研究员,从事银河系结构与化学演化方面的研究。

  文稿编辑:蔡琳、赵宇豪

[ 责编:涂子怡 ]
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

  • 山东淄博:繁花绽放激活春日“赏花经济”

  • 浙江安吉:万亩茶园 采摘正酣

独家策划

推荐阅读
人工智能时代,我们如何更好就业创业?如何推动人工智能与就业创业深度融合?第四期光明智库民生论坛,我们邀请专家共同探讨人工智能时代的就业创业这一新课题。
2026-04-09 10:28
2026年的智能驾驶行业,正经历一场意味深长的路线分化。
2026-04-09 10:24
在贵州,无人机的身影成为山地农业的新风景,展现出通用航空业赋能山地农业高质量发展的广阔前景。
2026-04-09 10:12
碳排放看不见、摸不着,却关乎每一场国际气候谈判、每一笔碳关税账单。
2026-04-09 10:09
人工智能在延伸人类能力的同时,也深刻改变着就业创业形态和劳动力市场结构。我们既拥抱着技术进步带来的无限可能,也要理性审视挑战、主动适应变革。
2026-04-09 10:08
构建“科研—科普—科创”融合闭环,让科普全程嵌入新质生产力培育链条,方能破解成果转化低效、创新协同不足等突出问题。
2026-04-09 10:02
从实验室到田间地头,辽宁省农科院为科研院所、高校、种业企业等单位提供种质资源共享服务,打通种质资源转化的“最后一公里”,让良种真正走进千家万户。
2026-04-09 09:50
北京大学先进制造与机器人学院刘珂课题组与杨林课题组合作,从折纸艺术中获得灵感,成功实现了无需外部输入的电子器件智能温度控制,相关指标刷新世界纪录。
2026-04-09 09:47
最近,中国海洋大学教授、青岛海洋生物医药研究院首席科学家于广利远赴智利,只为一株南极褐藻。2014年,青岛海洋生物医药研究院正式运行,BG136成为其孵化的第一个海洋新药项目。
2026-04-08 09:51
4月7日,贵州省贵阳市,北京积水潭医院贵州医院医生在指导患者进行脑机接口康复训练。信息多跑路、群众少跑腿的背后,是西青区紧密型医共体数据互通共享,让信息实时对接、问题协同处置。
2026-04-08 09:49
绿色获得感,源自对优美生态最直观的感受,是看得见、摸得着的民生福祉。绿色获得感,源自生态与产业共促,让绿水青山成为富民兴业的金山银山。绿色获得感,源自城乡融合发展,让良好生态空间全民共享。
2026-04-08 09:44
2月5日,自然资源部组织的中国第42次南极考察队在东南极麒麟冰下湖区域,成功完成我国首次南极冰层热水钻探试验,突破国际极地热水钻探2540米的最深纪录,标志着我国具备在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。
2026-04-08 09:43
当前,我国已进入中度老龄化阶段,失能、失智、高龄老年人逐年增多,养老服务需求呈现专业化、多样化、个性化特征。
2026-04-08 09:41
黄色的花在春天更早绽放,是植物经历数亿年的自然进化形成的一系列生存策略。
2026-04-07 10:29
国家卫生健康委与国家中医药局近日联合印发《基层医疗卫生机构医疗质量改善三年行动方案(2026—2028年)》,部署实施基层医疗质量改善三年行动。此举旨在进一步发挥基层医疗卫生机构提供基本医疗服务作用,提高基本医疗服务规范性和同质化水平,保障基层医疗卫生机构医疗质量和医疗安全,助力实现分级诊疗“基层首诊”。
2026-04-07 10:28
今年《政府工作报告》提出,完善人才培养与经济社会发展需要适配机制。人才培养是一项复杂的系统工程,其关键是学科专业设置和调整,重点是人才培养模式改革和课程体系完善。
2026-04-07 10:23
近年来,网络信息服务业态不断革新,人工智能技术快速迭代,数字虚拟人应用场景持续拓展。多位专家表示,征求意见稿秉持“以人为本、智能向善”的理念,为全球数字虚拟人治理提供了兼具可行性与前瞻性的中国方案。
2026-04-07 10:23
不少人遇到过煮熟后弹性异常的“橡胶蛋”,便认为是人造假鸡蛋,这一说法也被李满雨否定。对比普通鸡蛋,李满雨指出,功能性鸡蛋仅在特定营养成分上有明显优势,在蛋白质、脂肪、维生素A等日常必备营养素上,二者差距微乎其微。
2026-04-07 10:22
征求意见稿提出,任何组织和个人提供、使用数字虚拟人服务,不得以丑化、污损等形式侵害他人人格权,未经特定自然人同意,不得提供足以识别特定自然人身份的数字虚拟人服务。
2026-04-03 17:59
近日,《关于加快建立长期护理保险制度的意见》(以下简称《意见》)印发。《意见》明确,用3年左右时间,基本建立适应我国基本国情的长期护理保险制度。
2026-04-03 10:07
加载更多