天文学家利用LAMOST数据对超新星遗迹距离及尘埃性质的研究
发布时间:
2020-06-08 15:50
修改时间:
2020-06-08 15:50
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近期,北京师范大学赵赫、姜碧沩教授等人利用LAMOST和APOGEE等项目数据,建立了一个包含130万颗恒星的样本,这些恒星覆盖了32个河内超新星遗迹,约占银河系内已知遗迹总数的10%。赵赫等人准确测量了其中15个遗迹的距离,获知了7个遗迹的距离范围,并研究了超新星爆发对星际尘埃的影响。论文链接:点击这里

星际尘埃作为星系的重要组成部分,广泛参与了星系中各种物理化学过程,并在其中扮演着重要的角色。尘埃可以触发恒星的形成,尘埃的表面为原子和分子提供了化学反应的场所,星系在各个波段的形态特征也都受到了尘埃的影响。人们对尘埃的认识大多来自其消光作用——尘埃颗粒会吸收或散射波长较短的电磁波,同时将吸收的能量在红外波段以电磁波的形式再辐射出来。消光大小与波长有关,通过研究消光随波长变化的曲线可以了解尘埃的质量、化学组成、尺寸分布等方面的信息。 

之前,赵赫等人利用LAMOST光谱数据及其它测光数据,估计了麒麟座超新星遗迹(Monoceros)的距离,并研究了遗迹中的尘埃在近红外波段的消光规律。随着LAMOST新一批光谱数据的发布,赵赫等人将研究目标扩展到了所有被巡天数据覆盖到的银河系内的超新星遗迹。利用LAMOST和APOGEE两个光谱巡天项目提供的恒星参数,结合Pan-STARRS1、APASS、2MASS、WISE等项目观测的恒星多波段测光数据,及Gaia卫星测量的恒星距离,借助蓝边缘内禀色指数计算法,赵赫等人建立了一个包含130万颗恒星的样本,样本中每颗恒星都拥有准确的恒星参数、视差距离、多波段测光、及多波段内禀色指数和消光值。这些恒星在视线方向上覆盖了河内32个超新星遗迹,赵赫等人准确地测量了其中15个遗迹的距离,获取了7个遗迹的距离范围,剩余10个遗迹由于样本恒星数量问题没能进行有效地距离测量。 

针对这22个测量过距离的超新星遗迹,赵赫等人利用一种包含石墨和硅酸盐两种成分的尘埃模型来拟合它们从光学到近红外波段的消光曲线,从中得到了每个遗迹中两种尘埃颗粒的尺寸分布和平均大小。其中绝大多数遗迹,两种成分的平均大小是不同的,硅酸盐颗粒的平均尺寸要明显大于石墨颗粒的平均尺寸;而在弥散星际介质和玫瑰星云中,硅酸盐和石墨有着相近的平均尺寸,并且与遗迹中石墨的平均尺寸也很接近。这说明硅酸盐类尘埃比碳尘埃更易受到超新星爆发的影响,高速激波破坏了大量尺寸较小的硅酸盐颗粒,导致其平均尺寸增大,但石墨没有受到明显的破坏。这与Takaya Nozawa等人之前所做的模拟结果是吻合的,在激波中探测到的氧化硅也可以佐证硅酸盐类尘埃遭到了破坏。 

局限于样本恒星的数量,目前还无法研究遗迹中消光和尘埃质量的分布。但随着光谱巡天的发展,这一方法将拥有更广阔的应用前景,接下来,包括超新星遗迹在内的不同星际环境下更多更准确的尘埃性质将逐步被揭示。 

图(a):空间望远镜WISE拍摄的著名超新星遗迹G189.1+3.0 (IC 443)在红外波段的图像。由于其形态酷似水母,IC 443也被称为水母星云(Jellyfish Nebula)。 

图(b):IC 443视线方向上消光随距离的变化曲线,其中蓝色和红色的点分别代表了我们的恒星样本中的矮星和巨星。绿色曲线给出了我们拟合得到的消光跳变的位置和幅度,即IC 443的距离和消光。黑色虚线代表了弥散星际介质中消光随距离的变化。 

图(c):IC 443的消光曲线,包含了从光学到近红外10波段的数据,及尘埃模型的拟合。从拟合结果可以看出,硅酸盐颗粒的平均尺寸远大于石墨颗粒的平均尺寸。   

 

国家天文科学数据中心为天文观测设备与研究计划提供数据与技术服务。

新闻来源:http://www.nao.cas.cn/xwzx/kydt/202006/t20200608_5603199.html

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Yang Hanxi
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