科研人员利用LAMOST中分辨率光谱数据研究了银晕近邻子结构
发布时间:
2024-05-27 15:37
修改时间:
2024-05-27 15:36
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近期,国家天文台天体丰度与星系演化团组唐馨哲、赵景昆研究员等人利用LAMOST DR9 中分辨率光谱数据,结合Gaia DR3提供的天体测量信息,对银晕近邻子结构进行了成员星的证认以及化学动力学研究,为研究银河系的吸积并合历史提供了重要的参考价值。该项研究成果已在国际天文期刊《天体物理学报》(ApJ,2024,965(1),62)上发表。论文链接:点击这里

星系的层级并合模型理论认为,大质量星系的形成是星系之间发生并合的结果。矮星系在与银河系的并合过程中会在潮汐作用下瓦解,这些碎片多数残留在银晕中,被称为银晕子结构,通过搜寻运动学空间以及运动积分空间的过密区可以追踪到这些碎片,进而研究银河系的并合历史。

研究人员使用HDBSCAN算法在(E,Lz,Lxy)空间进行聚类,并利用马氏距离合并聚类结果,结合化学动力学信息对银晕近邻子结构的成员星进行证认。最终,在LAMOST DR9 中分辨率光谱数据中确定了 Gaia-Sausage-Enceladus (GSE)、Helmi Streams以及High-α Disk & In Situ Halo 的子结构成员星。同时,还发现了三个新的子结构候选体,根据其角动量(Lz)特征,研究人员暂将其命名为High-L_z-Cluster-1(HLC-1)、High-L_z-Cluster-2(HLC-2)以及Low-Lz-Cluster(LLC)。

在对这些子结构的进一步化学动力学分析中,研究人员发现了子结构Helmi Streams的一个疑似α-knee。如图1中所示,左图和中图分别展示了Helmi Streams成员星在能量-角动量空间(E-Lz)以及速度空间(Vy-Vz)的分布;右图展示了其成员星的[Mg/Fe]-[Fe/H]分布,其中红色菱形标示的为[Al/Fe]<0部分的成员星,从中可以看到明显的α-knee的存在痕迹,通过分段拟合得到的拐点在[Fe/H]~-1.53附近。

图1:子结构Helmi Streams成员星的化学动力学特征。

研究人员在对GSE成员星的动力学研究中发现,GSE的成员星在Vtotal-rgal平面中的分布存在两种不同的趋势。如图2中所示,研究人员据此将GSE的成员星划分为两个子集,并推测子集1中的成员星更能反映出典型的GSE的轨道特征,而子集2中的成员星更多地表现出Splash的轨道特征。这一发现为研究GSE和Splash子结构的轨道提供了参考。

图2:子结构GSE的成员星在Vtotal-rgal平面的不同分布趋势。

此项工作为银河系子结构研究提供了新的观测样本,也为进一步研究银晕近邻子结构的化学动力学等性质具有重要的科学意义。国家天文科学数据中心为天文观测设备和研究计划提供数据与技术服务。

 

新闻来源:LAMOST之声

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Yang Hanxi
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